专利名称：电控电动机械式自动变速器换档系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆自动变速装置，具体涉及一种电控电动机械式自动变速器换档系统。
背景技术：
随着汽车技术的迅猛发展，出现了多种形式的车辆自动变速装置，主要有液力机械式自动变速器(AT)，机械式无级变速器(CVT)，以及近几年国内外正在花大力气研究的电控机械式自动变速器(AMT)。特别是电控机械式自动变速器的发展，由于其具有目前汽车工业发展所要求的高燃油经济性、低排放和保护现有手动变速器生产投资的优点，正受到了各大汽车厂的重视。
电控机械式自动变速器按照换档系统的不同可分为电控液动AMT、电控气动AMT、电控电动AMT三种。电控液动AMT的换档系统具有能容量大、操作简便、易于实现安全保护、具有一定的吸振与吸收冲击的能力以及便于空间布置等优点，但是其执行机构的工作受温度变化的影响较大，另外其结构复杂，难于制造，成本高。电控气动AMT换档系统由于需要气动装置，只有在有气压系统的大型客车或重型车辆等场合使用。电控电动AMT的换档系统具有结构相对简单，重量轻的优点，另外由于直接采用易于控制、精度更高的电动机取代液压执行元件，使得系统的动作的误差减少了，控制方法上也更简单。
目前现存的电控电动AMT在换档系统执行方面由选档和换档两步组成，由计算机进行控制。如附图3所示，汽车换档时，变速箱中的换档球头13首先要在各换档拨块14中间运动，进行选档，然后再沿拨叉轴方向通过换档拨块14推动拨叉轴15运动，进行换档，换档球头13由执行机构推动进行以上运动。执行机构目前有多种形式，但都是按照以上原理进行工作，由于其运动部件要进行两个方向的运动以实现选档和换档，所以需要解决运动中部件的干涉问题，其结构较为复杂，换档品质不高，换档时间也比较长。
发明内容
本发明的目的是提出一种电控电动机械式自动变速器换档系统，以克服目前电控机械式自动变速器存在的其结构较为复杂、换档品质不高、换档时间较长的缺点。
本发明电控电动机械式自动变速器换档系统，由换档执行机构和换档控制系统两部分组成。其特征在于所述的换档执行机构是由分别独立驱动连接变速箱中各个换档拨叉轴的直流电机、换档齿轮、换档齿条组成，即每个直流电机分别与一换档齿轮相连接、固连在各换档拨叉轴上的换档齿条与换档齿轮相啮合，每个直流电机分别与所述的换档控制系统相联接。
本发明的工作原理是车辆运行中，由换档控制系统按照换档规律确定换档时刻以及所换档位，换档时，控制系统控制换档直流电机，带动换档齿轮，换档齿轮带动连接在换档拨差轴上的齿条，从而移动换档拨叉轴，进而移动换档拨叉，进行换档。它的特点为换档时执行机构无选档过程，直接换档。
本发明的积极效果在于1)取消了液压系统，执行机构采用全电控，在执行机构设计上采用可使各档位换档直接独立进行的新型结构，换档时无选档过程，缩短了换档时间，并且使整个系统的结构相对于以往电控液动AMT和电控电动AMT的换档系统更加简单，重量更轻，易于制造，成本低。
2)由于直接采用易于控制、精度更高的电动机取代液压执行元件，减少了系统的动作误差，控制方法上也更简单。
3)本发明换档机械结构的设计以传统手动变速箱执行机构为基础，在原有结构上直接改动即可实现，易于产品化。
4)系统控制方面，在电控液动AMT换档系统的基础上，只须对软件和硬件以及控制方法上作少许的改动就可实现对本系统的控制。
图1为本发明电控电动机械式自动变速器换档系统执行机构示意图；图2为图1所示执行机构的换档电机与换档拨叉轴连接结构示意图；图3为目前车辆电控电动机械式自动变速器换档系统执行机构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图给出的实施例对本发明技术方案作进一步详细阐述。
参照图1、2，本实施例以四档变速器的自动换档系统为例。其换档执行机构由三个换档齿轮(1、8、5)、分别与三个换档齿轮啮合的三个换档齿条(10、11、12)及三个换档电机(9、7、6)组成，换档电机为直流电机。变速箱中共有三根换档拨叉轴(2、3、4)，三个换档齿条(10、11、12)分别固定连接在三个拨叉轴(2、3、4)上，每个换档齿轮(1、8、5)都与一个换档齿条相啮合，换档电机(9、7、6)分别与换档齿轮(1、8、5)驱动连接，三个直流电机(9、7、6)分别与所述的换档控制系统相联接。
档位的变换是由拨叉轴的运动所实现的，其中拨叉轴2控制一、二档的变换(拨叉轴左移换一档，右移换二档)，拨叉轴3控制三、四档的变换(拨叉轴左移换三档，右移换四档)，拨叉轴4控制倒档的变换(拨叉轴右移换倒档)。换档时，换档齿轮带动与拨叉轴相连的换档齿条，从而将齿轮的旋转运动转化为拨叉轴的直线运动，实现换档，换档齿轮1带动拨叉轴2换一、二档，换档齿轮8带动拨叉轴3换三、四档，换档齿轮5带动拨叉轴4换倒档。
车辆运动时系统运行过程如下车辆停止时，三根拨叉轴都处于中间位置，变速器为空档。当车辆起步时，换档控制系统根据控制规律控制一、二档换档电机9向相应方向转动，通过一、二档换档齿轮1和与之啮合的齿条的传动，最终使一、二档换档拨叉轴2向换一档的方向运动，变速器档位换为一档。当车辆需要在二档下运行时，控制系统控制一、二档换档电机9向换二档方向转动，变速器先换为空档，再换为二档。
当变速器档位需要升为三档时，控制系统首先控制一、二档换档电机9运动，将档位从二档摘下，变速器置为空档，然后控制三、四档换档电机7运动，将档位换为三档。三档换四档的原理与一档换二档相同。降档的过程与升档类似，换档时先将档位换为空档，再换为下一档。换倒档时，倒档换电机6转动，通过倒档换档齿轮5以及与之啮合的齿条，最后带动倒档拨叉轴4运动，使档位换为倒档。
由于一、二档之间的转换只由一、二档换档拨叉轴2的运动控制，所以一、二档相互转换时只需一个电机(一、二档换档电机9)的动作即可实现。三、四档之间的转换也是如此(只需三、四档换档电机7动作)。二、三档相互转换时，由于二档和三档分别由不同的拨叉轴控制，所以需要两个电机(7和9)配合动作，才能进行。
以上仅就具有一、二、三、四、倒共五个档位变速箱的实施例举例说明了本发明技术方案的结构原理，按此构思完全可以实现更多的变速档位设置方式，但只要是以变速器各换档拨叉轴分别由独立的电机控制的原理进行无选档自动换档的变速器换档系统，均属本发明技术构思的权利要求保护范围。
权利要求
1.一种电控电动机械式自动变速器换档系统，由换档执行机构和换档控制系统两部分组成，其特征在于所述的换档执行机构是由分别独立驱动连接变速箱中各个换档拨叉轴的直流电机、换档齿轮、换档齿条组成，即每个直流电机分别与一换档齿轮相连接、固连在各换档拨叉轴上的换档齿条与换档齿轮相啮合，每个直流电机分别与所述的换档控制系统相联接。
全文摘要
本发明涉及一种电控电动机械式自动变速器换档系统。它由换档执行机构和换档控制系统两部分组成，其所述的换档执行机构是由分别独立驱动连接变速箱中各个换档拨叉轴的直流电机、换档齿轮、换档齿条组成，即每个直流电机分别与一换档齿轮相连接、固连在各换档拨叉轴上的换档齿条与换档齿轮相啮合，每个直流电机分别与所述的换档控制系统相联接。该结构克服了目前电控机械式自动变速器存在的结构较为复杂、换档品质不高、换档时间较长的缺点。换档时无选档过程，缩短了换档时间，并且使整个系统的结构相对于以往电控液动AMT和电控电动AMT的换档系统更加简单，重量更轻，易于制造，成本低。
文档编号F16H61/28GK1635289SQ200410011419
公开日2005年7月6日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年12月31日
发明者程秀生, 孟庆勇, 毕乾坤, 张兵, 逯家鹏 申请人:吉林大学