CN116877683B - 一种选换档执行机构及其控制*** - Google Patents
一种选换档执行机构及其控制*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN116877683B CN116877683B CN202310845433.6A CN202310845433A CN116877683B CN 116877683 B CN116877683 B CN 116877683B CN 202310845433 A CN202310845433 A CN 202310845433A CN 116877683 B CN116877683 B CN 116877683B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gear
- gear shifting
- sensor
- shifting
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 48
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 41
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 39
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 33
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/02—Selector apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/02—Selector apparatus
- F16H59/0208—Selector apparatus with means for suppression of vibrations or reduction of noise
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/32—Gear shift yokes, e.g. shift forks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
Abstract
本发明提供一种选换档执行机构及其控制***，应用于变速箱技术领域，包括换挡电机、换挡轴、换挡拨头、选档电机和缓冲机构，换挡电机通过换挡联轴器与换挡丝杆连接，换挡丝杆上连接有换挡螺母，换挡螺母上连接有缓冲机构，缓冲机构用于向换挡拨头提供预紧力F而减少换挡时间；换挡轴的一端分别与缓冲机构、换挡第二传感器连接，另一端与换挡拨头套接，换挡轴上还设置有限位槽，缓冲机构还与换挡第一传感器连接；选档电机通过选档联轴器、齿轮组件与丝杆螺母组件连接，丝杆螺母组件分别与换挡拨头、选档传感器连接。该选换档执行机构，通过增设的缓冲机构有效减少换挡相应的时间，避免换挡电机过载运行，能够有效延长电机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于变速箱技术领域，具体涉及一种选换档执行机构及其控制***。
背景技术
随着汽车技术的发展，对变速箱的需求也越来越高，变速箱的主要功能在于实时调节汽车的驱动力和车速，以适应汽车在使用过程中面临的实际路况:如起步急速停车、低速或高速行驶、加速、减速、爬坡和倒车等。
变速箱的主要功能是实现选换挡，而现有变速箱的选换挡执行机构的结构存在如下问题：1、可靠性差，换挡电机因功率较大，在长时间堵转或者频繁过载运行时会过热，导致电机寿命降低；2、换挡相应时间较长，换挡时的换挡行程和逻辑需要更新调整，增加了换挡的响应时间。
发明内容
鉴于现有技术中存在上述问题，本发明的目的是提供一种选换档执行机构，通过增设的缓冲机构有效减少换挡的响应时间，避免换挡电机过载运行，能够有效延长电机的使用寿命。
一种选换档执行机构，包括换挡电机、换挡轴、换挡拨头、选档电机和缓冲机构，所述换挡电机通过换挡联轴器与换挡丝杆连接，所述换挡丝杆上连接有换挡螺母，所述换挡螺母上连接有缓冲机构，所述缓冲机构用于向换挡拨头提供预紧力F而减少换挡时间；
所述换挡轴的一端分别与缓冲机构、换挡第二传感器连接，另一端与换挡拨头套接，所述换挡轴上还设置有限位槽，所述缓冲机构还与换挡第一传感器连接；
所述选档电机通过选档联轴器、齿轮组件与丝杆螺母组件连接，所述丝杆螺母组件分别与换挡拨头、选档传感器连接。
通过缓冲机构给换挡拨头提供预紧力，所述缓冲机构包括换挡第一摇臂、换挡第二摇臂、第一挠性元件、第二挠性元件和换挡拨块；
所述换挡第一摇臂包括与换挡螺母滑动连接的U型槽、防止第一挠性元件端部移动的挡板、与换挡轴连接的通孔；
所述换挡第二摇臂与换挡第一摇臂相对设置，换挡第二摇臂包括与换挡螺母连接的U型槽、防止第二挠性元件端部移动的挡板、与换挡轴连接的通孔；
所述第一挠性元件、第二挠性元件均通过换挡拨块的一端固定，所述换挡拨块的另一端与换挡轴套接。
优选的，所述换挡螺母、换挡拨块分别位于换挡第一摇臂、换挡第二摇臂之间，所述换挡拨块位于换挡螺母的下方，所述换挡拨块的一端两侧分别套接有第一挠性元件、第二挠性元件。
为了避免第一挠性元件、第二挠性元件的端部移动，所述换挡第一摇臂、换挡第二摇臂的侧壁对应第一挠性元件、第二挠性元件的位置处连接有挡板。
为了通过换挡第一传感器采集零件移动情况，所述换挡第一传感器上安装有换挡传感器摇臂组件，所述换挡传感器摇臂组件包括拨叉和旋转轴，所述旋转轴与换挡第一传感器连接，所述拨叉的一端与旋转轴固定连接，另一端与换挡第一摇臂通过销轴连接。
为了将换挡电机的旋转运动转换为换挡螺母的轴向运动，所述换挡丝杆与换挡螺母通过滚珠或梯形螺纹连接并传递功率。
为了将选档电机的功率传递至丝杆螺母组件，所述齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮，所述选档电机通过选档联轴器与第二齿轮连接，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第一齿轮与丝杆螺母组件连接。
为了使选档传感器实现选档位置的控制反馈，所述丝杆螺母组件包括选档丝杆和选档螺母，所述选档螺母上设置有与换挡拨头相互配合的卡槽，所述选档螺母与选档传感器摇臂组件连接，所述选档传感器摇臂组件的另一端与选档传感器连接。
所述预紧力F与变速箱所需的最大换挡力Fhmax和档位锁止力Fs有关，预紧力F需要满足如下条件：Fmin>max(0.35Fhmax,1.3Fs)。
本发明的第二个目的在于，提出一种选换档执行机构的控制***，通过上述的选换档执行机构实现，所述控制***包括正常处理过程和非正常处理过程，所述正常处理过程为换挡第一传感器、换挡第二传感器处于正常状态时的处理过程，所述非正常处理过程为换挡第一传感器或换挡第二传感器处于异常状态时的处理过程。
优选的，通过判断换挡第一传感器、换挡第二传感器的数值是否处于相应的第一合理区间内，从而判断换挡第一传感器、换挡第二传感器是否处于正常工作状态。
优选的，所述正常处理过程如下：
若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n1，即目标档位两侧的转速差在允许的转速差范围内，则控制换挡电机执行换挡动作至换挡第一传感器的目标位置一S1，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n1，则控制转速同步使转速差满足条件；
换挡电机执行换挡动作至换挡第一传感器的目标位置一S1后，若换挡第一传感器和换挡第二传感器数值的差值满足条件：Δb≤b1，则控制换挡电机执行换挡动作至换挡第一传感器的目标位置二S2；
若换挡第一传感器和换挡第二传感器数值的差值不满足条件：Δb≤b1，则对主动轴转速进行抖动处理，然后再判断换挡第一传感器和换挡第二传感器数值的差值是否满足条件：Δb≤b1；
换挡电机执行换挡动作至换挡第一传感器的目标位置二S2后，若换挡第一传感器、换挡第二传感器的数值处于相应的第二合理区间内，则换挡操作完成，若换挡第一传感器、换挡第二传感器的数值未处于相应的第二合理区间内，则对主动轴转速进行抖动处理，直至换挡第一传感器、换挡第二传感器的数值处于相应的第二合理区间内。
优选的，所述非正常处理过程如下：当换挡第一传感器或换挡第二传感器异常时，进行异常换挡处理；当换挡第一传感器和换挡第二传感器均异常时，直接向***报错无法完成换挡动作；
当换挡第一传感器异常时，若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n2，则控制换挡电机执行换挡动作至换挡第一传感器的目标位置三S3，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n2，则控制转速同步使转速差满足条件；
当换挡电机执行换挡动作至换挡第一传感器的目标位置三S3后，对抖动处理次数进行赋值，使n＝0后再进行抖动处理；
进行动力结合尝试，验证换挡是否完成；
若转速差未上升，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修，若转速差上升，则进行抖动处理并记录抖动处理次数为n＝n+1；
进行一次抖动处理则进行一次动力结合尝试，验证换挡是否完成，若转速差未上升，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；若抖动处理次数n超过设定的阈值后，换挡动作仍未完成，则向***报错无法完成换挡动作；
当换挡第二传感器异常时，若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n3，则控制换挡电机执行换挡动作至换挡第二传感器的目标位置四S4，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n3，则控制转速同步使转速差满足条件；
对抖动处理次数进行赋值，使n＝0；
若第二传感器的目标位置四S4到位，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；
若第二传感器的目标位置四S4未到位，则进行主动轴转速抖动处理，并记录抖动处理次数为n＝n+1，
进行一次抖动处理则进行一次第二传感器的目标位置四S4是否到位的判断，若第二传感器的目标位置四S4到位，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；
若抖动处理次数n超过设定的阈值后，第二传感器的目标位置四S4仍未到位，则向***报错无法完成换挡动作。
本发明的有益效果是：该选换档执行机构及其控制***，在换挡过程中出现换挡拨头无法拨动换挡拨叉的情况时，通过增设的缓冲机构为换挡拨头提供预紧力，使换挡螺母能够到达指定位置处从而改善换挡过程中的异常情况，使换挡拨头能够快速进档，完成换挡动作，从而有效减少换挡相应的时间，避免换挡电机过载运行，能够有效延长电机的使用寿命；此外，通过齿轮组件对选档电机进行布局调整，能够有效减小该执行机构的外形尺寸，便于适用于不同的变速箱。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的***图；
图3是本发明的控制***的流程图；
图4是本发明换挡过程中换挡第一传感器、换挡第二传感器的曲线图。
图中标记为：1、换挡电机；2、换挡联轴器；3、换挡丝杆；4、换挡螺母；5、换挡第一摇臂；6、换挡第一传感器；7、换挡传感器摇臂组件；8、换挡第二摇臂；9、第一挠性元件；10、第二挠性元件；11、换挡拨块；12、换挡第二传感器；13、换挡轴；14、换挡拨头；15、丝杆螺母组件；16、第一齿轮；17、第二齿轮；18、选档联轴器；19、选档电机；20、选档传感器摇臂组件；21、选档传感器；22、销轴。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，一种选换档执行机构，包括换挡电机1、换挡轴13、换挡拨头14、选档电机19和缓冲机构，其中，换挡电机1通过换挡联轴器2与换挡丝杆3连接，换挡丝杆3上连接有换挡螺母4，在一个具体实施例中，换挡丝杆3与换挡螺母4通过滚珠或梯形螺纹连接并传递功率，将换挡电机1的功率传递至换挡丝杆3，再通过滚珠或梯形螺纹传递功率，将换挡电机1的旋转运动转换成换挡螺母4的轴向运动。
换挡螺母4上连接有缓冲机构，换挡轴13的一端分别与缓冲机构、换挡第二传感器12连接，另一端与换挡拨头14套接，换挡轴13上还设置有限位槽，缓冲机构还与换挡第一传感器6连接，换挡第一传感器6和换挡第二传感器12均为霍尔角度传感器。
如图2所示，缓冲机构包括换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8、第一挠性元件9、第二挠性元件10和换挡拨块11，缓冲机构用于向换挡拨头14提供预紧力F而减少换挡时间，预紧力F与变速箱所需的最大换挡力Fhmax和档位锁止力Fs有关，预紧力F需要满足如下条件：Fmin>max(0.35Fhmax,1.3Fs)。
具体的，换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8相对设置，换挡螺母4、换挡拨块11分别位于换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8之间，换挡拨块11位于换挡螺母4的下方，换挡拨块11的一端两侧分别套接有第一挠性元件9、第二挠性元件10，另一端与换挡轴13套接，换挡拨块11可将第一挠性元件9、第二挠性元件10定位，避免第一挠性元件9、第二挠性元件10在压缩过程中出现移动错位。
其中，换挡第一摇臂5包括与换挡螺母4滑动连接的U型槽、防止第一挠性元件9端部移动的挡板、与换挡轴13连接的通孔。
所述换挡第二摇臂8与换挡第一摇臂5相对设置，换挡第二摇臂8包括与换挡螺母4连接的U型槽、防止第二挠性元件10端部移动的挡板、与换挡轴13连接的通孔。具体的，换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8的侧壁对应第一挠性元件9、第二挠性元件10的位置处连接有挡板，换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8与换挡轴13在圆周方向上可相对转动。
通过换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8上的U型槽将换挡螺母4轴向移动的力转换为换挡第一摇臂5、换挡第二摇臂8绕换挡轴13的旋转力，换档第一摇臂5和换挡第二摇臂8的旋转会进一步压缩第一挠性元件9或第二挠性元件10(根据旋转方向不同而选择性对第一挠性元件9或第二挠性元件10产生挤压)，从而通过第一挠性元件9或第二挠性元件10把力传递到换档拨块11。
换挡拨块11和换挡轴13在圆周方向上固定连接，因此，换挡拨块11的旋转会带动换挡轴13的旋转，换挡轴13将力或力矩传递至换挡拨头14上，换挡拨头14来回拨动变速箱内的换挡拨叉(图中未示出)实现换挡动作。
如图2所示，换挡第一传感器6上安装有换挡传感器摇臂组件7，换挡传感器摇臂组件7包括拨叉和旋转轴，旋转轴与换挡第一传感器6连接，拨叉的一端与旋转轴固定连接，另一端与换挡第一摇臂5通过销轴22连接。其中，旋转轴与换档第一传感器6配合连接，旋转轴的旋转会带动换档第一传感器6的输出数值产生变化，来反馈零部件的移动情况。
具体的，换挡第一摇臂5的旋转会带动安装在其上的销轴22旋转移动，通过销轴22与换挡传感器摇臂组件7中的拨叉配合，销轴22会带动换挡传感器摇臂组件7绕换挡第一传感器6旋转，从而将换挡螺母4的轴向移动通过换挡第一传感器6的输出数值反应，从而通过输出数值直观判断换挡螺母4的位置。
如图1所示，选档电机19通过选档联轴器18、齿轮组件与丝杆螺母组件15连接，所述丝杆螺母组件15分别与换挡拨头14、选档传感器21连接。
如图2所示，齿轮组件包括第一齿轮16、第二齿轮17，选档电机19通过选档联轴器18与第二齿轮17连接，所述第二齿轮17与第一齿轮16啮合，所述第一齿轮16与丝杆螺母组件15连接。其中，第一齿轮16、第二齿轮17的作用主要为优化选档电机19的布局位置，从而缩短该选换档执行机构的整体尺寸，提供更紧凑和更具兼容性的外形及安装尺寸。
如图2所示，丝杆螺母组件15包括选档丝杆和选档螺母，选档螺母上设置有与换挡拨头14相互配合的卡槽，选档螺母与选档传感器摇臂组件20连接，选档传感器摇臂组件20的另一端与选档传感器21连接。
选档电机19通过选档联轴器18将其功率传递至第二齿轮17，再通过第二齿轮17传递至第一齿轮16上，第一齿轮16与丝杆螺母组件15配合，选档电机19通过正转或反转带动选档螺母进行轴向移动，由于选档螺母上设置有与换挡拨头14相互配合的卡槽，选档螺母的轴向移动会带动换挡拨头14在换挡轴13上轴向移动，从而实现选档动作。
由于选档螺母与选档传感器摇臂组件20连接，选档螺母移动会拨动选档传感器摇臂组件20旋转移动，选档传感器摇臂组件20的旋转运动传递至选档传感器21，可使选档传感器21输出不同数值来反应不同的旋转角度，通从而得出选档螺母的位置信息，实现不同选档位置的控制反馈。
实施例二
如图3所示，本发明的第二个目的在于，提出一种选换档执行机构的控制***，通过实施例一所述的选换档执行机构实现。控制***包括正常处理过程和非正常处理过程，所述正常处理过程为换挡第一传感器6、换挡第二传感器12处于正常状态时的处理过程，所述非正常处理过程为换挡第一传感器6或换挡第二传感器12处于异常状态时的处理过程。
具体的，通过判断换挡第一传感器6、换挡第二传感器12的数值是否处于相应的第一合理区间内，从而判断换挡第一传感器6、换挡第二传感器12是否处于正常工作状态，其中第一合理区间可选为0.5-4.5V。
如图3所示，正常处理过程如下：
若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n1，即目标档位两侧的转速差在允许的转速差范围内，则控制换挡电机1执行换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置一S1，换挡第一传感器6的目标位置一S1可设置在同步位置点至换挡到位点之间的任意位置处，在一个具体实施例中，该位置优选设计在换挡到位点前3mm处。若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n1，则控制转速同步使转速差满足条件。现有的无缓冲机构的选换挡执行机构允许的转速差为50rpm，该具有缓冲机构的选换挡执行机构可以把转速差扩展到100rpm，在一个具体的实施例中，转速差n1优选设置为80rpm。
为了判断换挡拨头14的跟随情况，确定换挡拨头14是否到达指定位置，需要对换挡第一传感器6和换挡第二传感器12数值的差值进行判断，如果换挡第二传感器12未到位，则进行主动轴转速抖动处理，加速换挡拨头14到位，若换挡第二传感器12到位，则使换挡电机1执行进一步换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置二S2，其中，换挡第一传感器6的目标位置二S2可设置在换挡完全结合点或换挡完全结合点前1mm处。
具体过程为：换挡电机1执行换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置一S1后，若换挡第一传感器6和换挡第二传感器12数值的差值满足条件：Δb≤b1，则控制换挡电机1执行换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置二S2，若换挡第一传感器6和换挡第二传感器12数值的差值不满足条件：Δb≤b1，则对主动轴转速进行抖动处理，然后再判断换挡第一传感器6和换挡第二传感器12数值的差值是否满足条件：Δb≤b1。
换挡电机1执行换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置二S2后，若换挡第一传感器6、换挡第二传感器12的数值处于相应的第二合理区间内，则换挡操作完成，若换挡第一传感器6、换挡第二传感器12的数值未处于相应的第二合理区间内，则对主动轴转速进行抖动处理，直至换挡第一传感器6、换挡第二传感器12的数值处于相应的第二合理区间内，其中，第二合理区间可选为小于0.9V或大于3V。
当换挡第一传感器6和换挡第二传感器12均异常时，直接向***报错无法完成换挡动作；由于该选换挡执行机构为多传感器设计，在单个传感器有效的环境下也可以完成换挡动作，因此当换挡第一传感器6或换挡第二传感器12异常时，可进行异常换挡处理。
如图3所示，非正常处理过程如下：
一方面，当换挡第一传感器6异常时，若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n2，则控制换挡电机1执行换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置三S3，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n2，则控制转速同步使转速差满足条件。在单传感器情况下，需要适当降低转速差条件，在一个具体的实施例中，优选的转速差n2可设置为60rpm。此外，换挡第一传感器6的目标位置三S3可设置在换挡到位点至换挡到位点前3mm之间的任意位置处，在一个具体的实施例中，优选设计在换挡到位点前1mm处。
当换挡电机1执行换挡动作至换挡第一传感器6的目标位置三S3后，对抖动处理次数进行赋值，使n＝0后再进行抖动处理；
进行动力结合尝试，验证换挡是否完成。具体的，可通过部分结合离合器或者通过驱动电机提供扭矩来实现测试动作。
若转速差未上升，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修，若转速差上升，则进行抖动处理并记录抖动处理次数为n＝n+1；
进行一次抖动处理则进行一次动力结合尝试，验证换挡是否完成，若转速差未上升，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；若抖动处理次数n超过设定的阈值后，换挡动作仍未完成，则向***报错无法完成换挡动作。
在确定转速上升后需要进行多次动力结合尝试，从而验证换挡动作是否完成，其中，抖动处理次数n设定的阈值优选为3，该数值可根据不同工况和车型进行调整。
另一方面，当换挡第二传感器12异常时，若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n3，则控制换挡电机1执行换挡动作至换挡第二传感器12的目标位置四S4，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n3，则控制转速同步使转速差满足条件。由于换挡第二传感器12可更准确地确认换挡动作是否到位，因此可以放宽转速差限制条件，转速差n3优选设置为70rpm。此外，换挡第二传感器12的目标位置四S4可设置在换挡到位点至换挡到位点前3mm之间的任意位置，在一个具体实施例中，换挡第二传感器12的目标位置四S4优选设计在换挡到位点前1mm处。
对抖动处理次数进行赋值，使n＝0；
若第二传感器12的目标位置四S4到位，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；
若第二传感器12的目标位置四S4未到位，则进行主动轴转速抖动处理，并记录抖动处理次数为n＝n+1，
进行一次抖动处理则进行一次第二传感器12的目标位置四S4是否到位的判断，若第二传感器12的目标位置四S4到位，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；
若抖动处理次数n超过设定的阈值后，第二传感器12的目标位置四S4仍未到位，则向***报错无法完成换挡动作。
实施例三
如图4所示，本实施例的选换挡执行机构在换挡过程中换挡第一传感器6、换挡第二传感器12的曲线图：
t0-t1时间段：该选换挡执行机构处于空挡状态或选档等待状态；
t1-t2时间段：第一换挡过程段，t2点处换挡螺母4的位置已到位；
t2-t3时间段：第二换挡过程段，由于挠性元件的压缩使换挡拨头14延迟到位；
t3-t4时间段：在挡过程段；
t4-t5时间段：摘挡过程段；
t5-t6时间段：空挡时间段，该时间段可能处于停车、行车滑行或换挡同步等状态；
t6-t7时间段：第三换挡过程段，在t7点处换挡螺母4的位置已到位；
t7-t8时间段：第四换挡过程段，由于挠性元件的压缩使换挡拨头14延迟到位；
t8-t9时间段：在挡过程段；
t9-t10时间段：摘挡过程段；
t10-t11时间段：空挡时间段，该时间段可能处于停车、行车滑行或换挡同步等状态；
t11-t12时间段：第五换挡过程段，换挡第一传感器6、换挡第二传感器12的行程一致(即换挡螺母4和换挡拨头14的行程一致)；
t12-t13时间段：第六换挡过程段，出现换挡拨头14无法拨动换挡拨叉的情况，换挡第二传感器12的信号不变化或变化微小；在变速箱上的表现为换挡过程中出现了齿顶齿情况，由于存在挠性元件，换挡螺母4可继续通过挠性元件到达指定位置；
t13-t14时间段：第七换挡过程段，此时换挡螺母4已到位，并因压缩挠性元件已有部分的预紧力传递到换挡拨头14上，换挡过程中齿顶齿情况改善后或转速差降低至阈值后，换挡拨头14快速进档，完成换挡动作；
t14-t15时间段：在挡过程段；
t15-t16时间段：摘挡过程段；
t16-t23时间段：参考t10-t16段。
其中，t1-t3时间段为换挡过程，至t3点换挡动作完成；
t6-t8时间段为换挡过程，至t8点换挡动作完成。
在t11至t14换档过程段，因增设有第一挠性元件9和第二挠性元件10，在遇到齿顶齿或者转速差不在规定范围内的情况时，可以通过压缩挠性元件，优先将换档螺母4调整至指定位置，并在满足换档条件后，使换挡拨头14因有较大的预紧力而可快速完成换档动作，降低换档的响应时间，提高换档成功率，也可降低换档电机1可能存在的堵转时间，延长换档电机1的使用寿命。
例如：在无缓冲机构的情况下，换挡转速差需要≤50rpm才能进行换档动作，而有缓冲机构的情况下，可以把转速差提高至≤100rpm时就可以进行换挡动作。
挠性元件安装到位后需要一定的预紧力，该预紧力的大小需要根据不同变速箱所需要的最大换档力Fhmax和档位锁止力Fs相结合而设定，则预紧力F应满足如下条件：
Fmin>max(0.35Fhmax,1.3Fs)
挠性元件需要允许一定的压缩量，该压缩量跟换挡过程中同步点或者啮合套齿顶齿点至完全换挡到位点的距离相关，也同时需要考虑机构件杠杆比的影响，挠性元件的压缩量根据实际需求设置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种选换档执行机构，其特征在于，包括换挡电机(1)、换挡轴(13)、换挡拨头(14)、选档电机(19)和缓冲机构，所述换挡电机(1)通过换挡联轴器(2)与换挡丝杆(3)连接，所述换挡丝杆(3)上连接有换挡螺母(4)，所述换挡螺母(4)上连接有缓冲机构，所述缓冲机构用于向换挡拨头(14)提供预紧力F而减少换挡时间；
所述换挡轴(13)的一端分别与缓冲机构、换挡第二传感器(12)连接，另一端与换挡拨头(14)套接，所述换挡轴(13)上还设置有限位槽，所述缓冲机构还与换挡第一传感器(6)连接；
所述选档电机(19)通过选档联轴器(18)、齿轮组件与丝杆螺母组件(15)连接，所述丝杆螺母组件(15)分别与换挡拨头(14)、选档传感器(21)连接；
所述缓冲机构包括换挡第一摇臂(5)、换挡第二摇臂(8)、第一挠性元件(9)、第二挠性元件(10)和换挡拨块(11)；
所述换挡第一摇臂(5)包括与换挡螺母(4)滑动连接的U型槽、防止第一挠性元件(9)端部移动的挡板、与换挡轴(13)连接的通孔；
所述换挡第二摇臂(8)与换挡第一摇臂(5)相对设置，换挡第二摇臂(8)包括与换挡螺母(4)连接的U型槽、防止第二挠性元件(10)端部移动的挡板、与换挡轴(13)连接的通孔；
所述第一挠性元件(9)、第二挠性元件(10)均通过换挡拨块(11)的一端固定，所述换挡拨块(11)的另一端与换挡轴(13)套接；
所述换挡螺母(4)、换挡拨块(11)分别位于换挡第一摇臂(5)、换挡第二摇臂(8)之间，所述换挡拨块(11)位于换挡螺母(4)的下方，所述换挡拨块(11)的一端两侧分别套接有第一挠性元件(9)、第二挠性元件(10)；所述换挡第一摇臂(5)、换挡第二摇臂(8)的侧壁对应第一挠性元件(9)、第二挠性元件(10)的位置处连接有挡板。
2.根据权利要求1所述的选换档执行机构，其特征在于，所述换挡第一传感器(6)上安装有换挡传感器摇臂组件(7)，所述换挡传感器摇臂组件(7)包括拨叉和旋转轴，所述旋转轴与换挡第一传感器(6)连接，所述拨叉的一端与旋转轴固定连接，另一端与换挡第一摇臂(5)通过销轴(22)连接。
3.根据权利要求1所述的选换档执行机构，其特征在于，所述齿轮组件包括第一齿轮(16)、第二齿轮(17)，所述选档电机(19)通过选档联轴器(18)与第二齿轮(17)连接，所述第二齿轮(17)与第一齿轮(16)啮合，所述第一齿轮(16)与丝杆螺母组件(15)连接；
所述丝杆螺母组件(15)包括选档丝杆和选档螺母，所述选档螺母上设置有与换挡拨头(14)相互配合的卡槽，所述选档螺母与选档传感器摇臂组件(20)连接，所述选档传感器摇臂组件(20)的另一端与选档传感器(21)连接。
4.根据权利要求1所述的选换档执行机构，其特征在于，所述预紧力F与变速箱所需的最大换挡力Fh max和档位锁止力Fs有关，预紧力F需要满足如下条件：Fmin>max(0.35Fh max,1.3Fs)。
5.一种选换档执行机构的控制***，其特征在于，通过如权利要求1-4中任一项所述的选换档执行机构实现，所述控制***包括正常处理过程和非正常处理过程，所述正常处理过程为换挡第一传感器(6)、换挡第二传感器(12)处于正常状态时的处理过程，所述非正常处理过程为换挡第一传感器(6)或换挡第二传感器(12)处于异常状态时的处理过程。
6.根据权利要求5所述的选换档执行机构的控制***，其特征在于，通过判断换挡第一传感器(6)、换挡第二传感器(12)的数值是否处于相应的第一合理区间内，从而判断换挡第一传感器(6)、换挡第二传感器(12)是否处于正常工作状态。
7.根据权利要求5所述的选换档执行机构的控制***，其特征在于，所述正常处理过程如下：
若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n1，即目标档位两侧的转速差在允许的转速差范围内，则控制换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第一传感器(6)的目标位置一S1，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n1，则控制转速同步使转速差满足条件；
换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第一传感器(6)的目标位置一S1后，若换挡第一传感器(6)和换挡第二传感器(12)数值的差值满足条件：Δb≤b1，则控制换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第一传感器(6)的目标位置二S2；
若换挡第一传感器(6)和换挡第二传感器(12)数值的差值不满足条件：Δb≤b1，则对主动轴转速进行抖动处理，然后再判断换挡第一传感器(6)和换挡第二传感器(12)数值的差值是否满足条件：Δb≤b1；
换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第一传感器(6)的目标位置二S2后，若换挡第一传感器(6)、换挡第二传感器(12)的数值处于相应的第二合理区间内，则换挡操作完成，若换挡第一传感器(6)、换挡第二传感器(12)的数值未处于相应的第二合理区间内，则对主动轴转速进行抖动处理，直至换挡第一传感器(6)、换挡第二传感器(12)的数值处于相应的第二合理区间内。
8.根据权利要求5所述的选换档执行机构的控制***，其特征在于，所述非正常处理过程如下：当换挡第一传感器(6)或换挡第二传感器(12)异常时，进行异常换挡处理；当换挡第一传感器(6)和换挡第二传感器(12)均异常时，直接向***报错无法完成换挡动作；
当换挡第一传感器(6)异常时，若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n2，则控制换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第一传感器(6)的目标位置三S3，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n2，则控制转速同步使转速差满足条件；
当换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第一传感器(6)的目标位置三S3后，对抖动处理次数进行赋值，使n＝0后再进行抖动处理；
进行动力结合尝试，验证换挡是否完成；
若转速差未上升，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修，若转速差上升，则进行抖动处理并记录抖动处理次数为n＝n+1；
进行一次抖动处理则进行一次动力结合尝试，验证换挡是否完成，若转速差未上升，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；若抖动处理次数n超过设定的阈值后，换挡动作仍未完成，则向***报错无法完成换挡动作；
当换挡第二传感器(12)异常时，若目标档位两侧的转速差满足条件：Δn≤n3，则控制换挡电机(1)执行换挡动作至换挡第二传感器(12)的目标位置四S4，若目标档位两侧的转速差不满足条件：Δn≤n3，则控制转速同步使转速差满足条件；
对抖动处理次数进行赋值，使n＝0；
若换挡第二传感器(12)的目标位置四S4到位，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；
若换挡第二传感器(12)的目标位置四S4未到位，则进行主动轴转速抖动处理，并记录抖动处理次数为n＝n+1，
进行一次抖动处理则进行一次换挡第二传感器(12)的目标位置四S4是否到位的判断，若换挡第二传感器(12)的目标位置四S4到位，则判定异常换挡操作完成，并发出错误报警，提示检修；
若抖动处理次数n超过设定的阈值后，换挡第二传感器(12)的目标位置四S4仍未到位，则向***报错无法完成换挡动作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310845433.6A CN116877683B (zh) | 2023-07-11 | 2023-07-11 | 一种选换档执行机构及其控制*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310845433.6A CN116877683B (zh) | 2023-07-11 | 2023-07-11 | 一种选换档执行机构及其控制*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116877683A CN116877683A (zh) | 2023-10-13 |
| CN116877683B true CN116877683B (zh) | 2024-01-12 |
Family
ID=88265683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310845433.6A Active CN116877683B (zh) | 2023-07-11 | 2023-07-11 | 一种选换档执行机构及其控制*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116877683B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1286662A (zh) * | 1997-12-23 | 2001-03-07 | 卢克摩擦片和离合器有限公司 | 变速箱 |
| EP1507105A2 (de) * | 2003-08-12 | 2005-02-16 | Dr. Ing. H. C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Wechselgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug |
| WO2010063339A1 (de) * | 2008-12-03 | 2010-06-10 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Schaltgetriebe |
| DE102011105919A1 (de) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Koppeleinrichtung zwischen einem Schaltfingermaul und einer Schaltgabel für ein Schaltgetriebe |
| CN205136564U (zh) * | 2015-10-23 | 2016-04-06 | 浙江尤奈特电机有限公司 | 一种带缓冲结构的变速箱用换挡机构 |
| CN107859738A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-03-30 | 浙江万里扬股份有限公司 | 一种新型商用车变速器选换档执行机构及商用车变速器 |
| CN111649123A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-11 | 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 | 一种amt选换挡执行机构 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9869387B2 (en) * | 2015-08-05 | 2018-01-16 | GM Global Technology Operations LLC | Predictive control of a change-of-mind-shift maneuver |
-
2023
- 2023-07-11 CN CN202310845433.6A patent/CN116877683B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1286662A (zh) * | 1997-12-23 | 2001-03-07 | 卢克摩擦片和离合器有限公司 | 变速箱 |
| EP1507105A2 (de) * | 2003-08-12 | 2005-02-16 | Dr. Ing. H. C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Wechselgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug |
| WO2010063339A1 (de) * | 2008-12-03 | 2010-06-10 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Schaltgetriebe |
| DE102011105919A1 (de) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Koppeleinrichtung zwischen einem Schaltfingermaul und einer Schaltgabel für ein Schaltgetriebe |
| CN205136564U (zh) * | 2015-10-23 | 2016-04-06 | 浙江尤奈特电机有限公司 | 一种带缓冲结构的变速箱用换挡机构 |
| CN107859738A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-03-30 | 浙江万里扬股份有限公司 | 一种新型商用车变速器选换档执行机构及商用车变速器 |
| CN111649123A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-11 | 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 | 一种amt选换挡执行机构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116877683A (zh) | 2023-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7413029B2 (en) | Screw fastening machine | |
| KR100911151B1 (ko) | 모터용 변속기 및 이의 제어기 | |
| US7892052B2 (en) | Boat propulsion system, control device thereof, and control method | |
| CN1205427C (zh) | 辅助手动换档的分级式副变速器变速箱***的爪式接合套接合控制 | |
| US7942712B2 (en) | Boat propulsion system, and control device and control method therefor | |
| US20110113913A1 (en) | Gear Shifting Mechanism for the Vehicle Automatic Transmission | |
| US8317556B2 (en) | Boat propulsion system, and control device and control method therefor | |
| US20090038425A1 (en) | Automated Shift Control Device and Straddle-Type Vehicle Equipped With the Same | |
| WO2016152286A1 (ja) | 自動変速機 | |
| US8340876B2 (en) | Controller for automatic transmission | |
| EP1621797A2 (en) | Transmission apparatus having a clutch | |
| CN116877683B (zh) | 一种选换档执行机构及其控制*** | |
| US8335620B2 (en) | Gear clash logic | |
| US6561052B2 (en) | Automatic transmission | |
| KR20110008458A (ko) | Ｄｃｔ 클러치 작동기구 | |
| US20150345627A1 (en) | Shift position switching controller | |
| KR100851373B1 (ko) | 수동 변속기용 자동 변속 조작 장치 | |
| US20240125384A1 (en) | Variable-speed transmission with electric motor-driven shift drum, and method for controlling such a variable-speed transmission | |
| KR101824675B1 (ko) | 클러치 고착 진단 방법 및 장치 | |
| CN220481556U (zh) | 自动切换转速的电动工具 | |
| KR100746211B1 (ko) | 수동변속기 장착용 자동변속장치 | |
| EP2108854A1 (en) | Power take-off apparatus and clutch | |
| US7704186B2 (en) | Gear clash logic | |
| JP2005069295A (ja) | シフトバイワイヤ式自動変速機のレンジ切換え装置 | |
| CN221221396U (zh) | 电子换挡机构及全地形车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |