专利名称：选挡气缸以及气动选挡执行机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种选挡气缸。此外，本发明还涉及包括上述选挡气缸的气动选挡执行机构。
背景技术：
执行机构的研究及开发是电控机械式自动变速箱(Automated MechanicalTransmission,简称AMT)系统中的重点内容之一，选换挡执行机构的性能直接影响整个AMT系统的性能，必须保证其响应速度快、定位准确、工作稳定可靠。气动执行机构具有使用经济、环保等特点，并且，商用车上一般具有现成的储气罐，气动能源可以直接由该储气罐提供，不需要额外的电机、油泵等能源装置，故广泛应用于AMT系统中。气动执行机构包括选换气缸、控制选挡气缸动作的控制阀，其中，气动执行机构中选挡气缸为重要部件之一，气动执行机构的控制器主要根据选挡气缸的选挡位置信号控制车辆进行选换挡，以达到车辆行驶的需要。以下给出了现有技术中典型的应用于工业生产上用的四位置气缸。请参考图1，图1为现有技术中典型的应用于工业生产上用的四位置选挡气缸。现有技术中的选挡气缸包括气缸体I’、设置于气缸体内部的活塞杆2’以及选挡件，选挡件包括如图1所示的浮动的左挡圈3’、右挡圈4’，气缸内壁沿其轴向的两端分别设置有弹簧5’，左、右挡圈通过弹簧5’连接所述气缸两端内壁，气缸壁上还开设有选挡所需的气体通道，图1中给出了具有四个气体通道的气缸，气动执行机构通过控制四个气体通道6’、7’、8’、9’的进、出气状态，实现活塞杆2’的移动，当活塞杆2’移动至A’、B’、C’、D’位置时，汽车分别完成相应挡位的选取。因现有技术中选挡气缸内部结构比较复杂，与上述选挡气缸相配合工作的执行机构比较复杂，体积也比较大，并且定位精度比较低，故目前只主要应用于工业领域，不适用于对舒适性要求比较高的商用型车辆上，并且不利于实现车辆的自动控制。有鉴于此，如何对现有技术中的选挡气缸进行改进，提高选挡气缸选挡位置的精确性，扩大其应用领域，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种选挡气缸，该选挡气缸选挡位置的精确性比较高，可应用领域比较广，有利于实现车辆的自动化控制，可以提高整车性能设计。此外，本发明另一个要解决的技术问题为提供一种气动选挡执行机构。为解决上述技术问题，本发明提供一种选挡气缸，用于车辆选挡，包括气缸体以及一端置于所述气缸体内部且沿其轴向运动的活塞杆，还包括与所述活塞杆配合实现选挡的选挡件，所述选挡件包括第一选挡滑块，所述第一选挡滑块设置于所述活塞杆置于所述气缸体内的端部上，所述活塞杆贯穿所述第一选挡滑块，且与所述第一选挡滑块滑动连接。
优选地，还包括检测所述活塞杆的选挡位置的检测部件，所述检测部件设置于所述活塞杆置于所述气缸体内的端部上。优选地，所述检测部件为霍尔位置传感器。优选地，所述第一选挡滑块包括筒体和设置于所述筒体的外周面上的活塞，所述活塞与所述气缸体的内壁滑动连接。优选地，所述选挡件还包括设置于所述气缸体内的第二选挡滑块，所述第一选挡滑块和第二选挡滑块分居于所述活塞杆上活塞的两侧，所述气缸体的缸壁上依次设有第一气体通道、第二气体通道、第三气体通道、第四气体通道，且各气体通道分别连通所述活塞杆、所述活塞、所述气缸体以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔。优选地，所述第一选挡滑块、第二选挡滑块以及所述活塞杆与所述气缸体的内壁配合位置均设置有Y型密封部件。本发明提供的选挡气缸，用于车辆选挡，包括气缸体以及一端置于所述气缸体内部且沿其轴向运动的活塞杆，还包括与所述活塞杆配合实现选挡的选挡件，所述选挡件包括第一选挡滑块，所述第一选挡滑块设置于所述活塞杆置于所述气缸体内的端部上，所述活塞杆贯穿所述第一选挡滑块，且与所述第一选挡滑块滑动连接。本发明的选挡气缸中活塞杆贯穿其置于气缸体内的端部的第一选挡滑块，在第一选挡滑块到达选挡位置后，活塞杆可以继续相对第一选挡滑块向右运动，以便完成其他挡位的选换，该设置有利于在选挡气缸上设置检测部件，可以通过实时检测活塞杆的动作位置，实现不同的选挡位置，提高选挡气缸选挡位置的精确性，扩大其应用领域，可以应用于对选挡精度比较高的汽车领域，有利于减小现有技术中汽车上选挡装置的体积，满足整车设计要求，并且该选挡气缸可以减小变速箱的冲击，进而提高了车辆的动力性和经济性。此外，本发明还提供了一种气动选挡执行机构，包括选挡气缸以及控制所述选挡气缸的气孔通道工作状态控制阀，所述选挡气缸为上述任一项所述的选挡气缸。优选地，所述选挡气缸还包括设置于所述气缸体内的第二选挡滑块，所述第一选挡滑块和第二选挡滑块分居于所述活塞杆上活塞的两侧，所述气缸体的缸壁上设置有第一气体通道、第二气体通道、第三气体通道、第四气体通道，上述四通道分别连通所述活塞杆、所述活塞、所述气缸体以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔，各所述气体通道的工作状态由相应所述控制阀控制。优选地，所述选挡气缸还包括设置于所述气缸体内的第二选挡滑块，所述第一选挡滑块和第二选挡滑块分居于所述活塞杆上活塞的两侧，所述气缸体的缸壁上设置有第一气体通道、第二气体通道、第三气体通道、第四气体通道，上述四通道分别连通所述活塞杆、所述活塞、所述气缸体以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔，其中三个气体通道的工作状态由相应所述控制阀控制，另一气体通道连通大气。优选地，还包括变速箱系统，所述选挡气缸上设有检测选挡位置的检测部件，所述检测部件电连接所述变速箱系统的控制器，所述变速箱系统的控制器通过所述检测部件的检测信号判断所述选挡气缸的位置。因该气动选挡机构中使用了具有上述技术效果的选挡气缸，故该气动选挡机构的技术效果与上述选挡气缸的技术效果基本相同，在此不再赘述。
图1为本发明现有技术中典型的应用于工业生产上用的四位置气缸示意图；图2为本发明第一种实施例中选挡气缸的结构示意图；图3为一种具体实施例中四位置气缸的工作原理图；表I为第一种具体实施方式
中选挡气缸各气体通道的工作状态；表2为第二种具体实施方式
中选挡气缸各气体通道的工作状态；表3为第三种具体实施方式
中选挡气缸各气体通道的工作状态。其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为:I’气缸体、2’活塞杆、3’左挡圈、4’右挡圈，5’弹簧、6’、7’、8’、9’气体通道。其中，图2和图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为:I霍尔位置传感器、2第一选挡滑块、3第一气体通道、4活塞杆、5第二气体通道、6气缸体、7第三气体通道、8第四气孔通道、9活塞、10第二选挡滑块。
具体实施例方式本发明的核心为提供一种选挡气缸，该选挡气缸选挡位置的精确性比较高，可应用领域比较广，有利于实现车辆的自动化控制，可以提高整车性能设计。此外，本发明另一个核心为提供一种气动选挡执行机构。不失一般性，本文以选挡气缸在六挡位混合动力车上的应用为例，介绍技术方案，当然本文所提供的选挡气缸还可以应用于其他车辆上；为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请参考图2，图2为本发明第一种实施例中选挡气缸的结构示意图。本发明提供的选挡气缸，用于车辆选挡，包括设置有不等径内孔的气缸体6以及一端置于所述气缸体6中且沿其轴向运动的活塞杆4，不等径内孔的设置数量可以根据车辆中实际需要的挡位数目来确定，本文中以具有七个挡位(其中一个挡位为倒挡)的车辆为例，介绍选挡气缸的具体结构设计。选挡气缸还包括与活塞杆4配合实现选挡的选挡件，选挡件包括第一选挡滑块2，所述第一选挡滑块2设置于活塞杆4置于所述气缸体6内的端部上，活塞杆4贯穿第一选挡滑块2，且与第一选挡滑块2滑动连接。本发明的选挡气缸中活塞杆4贯穿其置于气缸体内的端部的第一选挡滑块2,在第一选挡滑块2到达选挡位置后，活塞杆4可以继续相对第一选挡滑块2向右运动，以便完成其他挡位的选换，该设置有利于在选挡气缸上设置检测部件，可以通过实时检测活塞杆的动作位置，实现不同的选挡位置，提高选挡气缸选挡位置的精确性，扩大其应用领域，可以应用于对选挡精度比较高的汽车领域，有利于减小现有技术中汽车上选换挡装置的体积，满足整车设计要求，并且该选挡气缸可以减小变速箱的冲击，进而提高了车辆的动力性和经济性。具体地，检测部件可以为位移检测精度比较高的霍尔位置传感器1，可以通过实时检测活塞杆4的动作位置，实现汽车不同的选挡位置，有利于提高选挡位置的精确性，减小变速箱的冲击，实现车辆的自动化控制，进而提高了车辆的动力性和经济性。
在一种具体实施方式
中，检测部件可以设置于活塞杆4置于气缸体6内的端部上，该设置方式比较简单，并且检测活塞杆4的移动位移比较准确，可以提高自动控制的精度。上述各实施例中的第一选挡滑块2可以包括筒体和设置于筒体的外周面上的活塞，活塞与气缸体的内壁滑动连接；该结构的第一选挡滑块2结构比较简单，使用材料比较少，可以减轻选挡气缸的重量，有利于整车的整体设计。在一种具体实施例中,选挡气缸还可以包括设置于气缸体内另一端的第二选挡滑块10，所述活塞杆4上设置的活塞9与气缸6体滑动连接，气缸体6的缸壁上设置有第一气体通道3、第二气体通道5、第三气体通道7、第四气体通道8，上述四通道分别连通活塞杆
4、气缸体6以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔；上述各空腔彼此密封。该结构的选挡气缸可以满足6挡、12挡车辆的控制需求，并且结构比较紧凑，下面介绍几种此选挡气缸在选挡执行机构中实现选挡的控制方式。当然，为了增加选挡气缸中各隔绝空腔之间的密闭性，可以将第一选挡滑块2、第二选挡滑块10以及活塞杆与气体的内壁配合位置设置密封部件，该密封部件可以为密封性能比较好的Y型密封部件。请参考图3和表1，图3为一种具体实施例中四位置气缸的工作原理图；表I为第一种具体实施方式
中选挡气缸各气体通道的工作状态。具体工作原理如下所述。车辆具有七个挡位(六个前进挡和一个倒挡，分别标记为1、2、3、4、5、6和R)和四个空挡位。
在第一种具体实施例中，当车辆需要换至5挡和6挡之间空挡位置时，只要控制第三气体通道7进气，其余气体通道排气，活塞杆4表I
权利要求
1.一种选挡气缸，用于车辆选挡，包括气缸体(6)以及一端置于所述气缸体(6)内部且沿其轴向运动的活塞杆(4)，还包括与所述活塞杆(4)配合实现选挡的选挡件，其特征在于，所述选挡件包括第一选挡滑块(2)，所述第一选挡滑块(2)设置于所述活塞杆(4)置于所述气缸体(6)内的端部上，所述活塞杆(4)贯穿所述第一选挡滑块(2)，且与所述第一选挡滑块(2)滑动连接。
2.如权利要求1所述的选挡气缸，其特征在于，还包括检测所述活塞杆(4)的选挡位置的检测部件，所述检测部件设置于所述活塞杆(4)置于所述气缸体￠)内的端部上。
3.如权利要求2所述的选挡气缸，其特征在于，所述检测部件为霍尔位置传感器(I)。
4.如权利要求2所述的选挡气缸，其特征在于，所述第一选挡滑块(2)包括筒体和设置于所述筒体的外周面上的活塞，所述活塞与所述气缸体出)的内壁滑动连接。
5.如权利要求1至4任一项所述的选挡气缸，其特征在于，所述选挡件还包括设置于所述气缸体内的第二选挡滑块(10)，所述第一选挡滑块(2)和第二选挡滑块(10)分居于所述活塞杆上活塞(9)的两侧，所述气缸体￠)的缸壁上依次设有第一气体通道(3)、第二气体通道(5)、第三气体通道(7)、第四气体通道(8)，且各气体通道分别连通所述活塞杆(4)、所述活塞(9)、所述气缸体(6)以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔。
6.如权利要求5所述的选挡气缸,其特征在于,所述第一选挡滑块(2)、第二选挡滑块(10)以及所述活塞(9)与所述气缸体￠)的内壁配合位置均设置有Y型密封部件。
7.一种气动选挡执行机构，包括选挡气缸以及控制所述选挡气缸的气孔通道工作状态的控制阀，其特征在于，所述选挡气缸为上述权利要求1所述的选挡气缸。
8.如权利要求7所述的气动选挡执行机构，其特征在于，所述选挡气缸还包括设置于所述气缸体内的第二选挡滑块，所述第一选挡滑块(2)和第二选挡滑块(10)分居于所述活塞杆上活塞(9)的两侧，所述气缸体￠)的缸壁上设置有第一气体通道(3)、第二气体通道(5)、第三气体通道(7)、第四气体通道(8)，上述四通道分别连通所述活塞杆(4)、所述活塞(9)、所述气缸体(6)以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔，各所述气体通道的工作状态由相应所述控制阀控制。
9.如权利要求8所述的气动选挡执行机构，其特征在于，所述选挡气缸还包括设置于所述气缸体￠)内的第二选挡滑块(10)，所述第一选挡滑块(2)和第二选挡滑块(10)分居于所述活塞杆(4)上活塞(9)的两侧，所述气缸体￠)的缸壁上设置有第一气体通道(3)、第二气体通道(5)、第三气体通道(7)、第四气体通道(8)，上述四通道分别连通所述活塞杆(4)、所述活塞(9)、所述气缸体￠)以及各选挡滑块围成的第一空腔、第二空腔、第三空腔、第四空腔，其中三个气体通道的工作状态由相应所述控制阀控制，另一气体通道连通大气。
10.如权利要求8或9所述的气动选挡执行机构，其特征在于，还包括变速箱系统，所述选挡气缸上设有检测选挡位置的检测部件，所述检测部件电连接所述变速箱系统的控制器，所述变速箱系统的控制器通过所述检测部件的检测信号判断所述选挡气缸的选挡位置。
全文摘要
本发明公开了一种选挡气缸，用于车辆选挡，包括气缸体(6)以及一端置于所述气缸体(6)内部且沿其轴向运动的活塞杆(4)，还包括与所述活塞杆(4)配合实现选挡的选挡件，所述选挡件包括第一选挡滑块(2)，所述第一选挡滑块(2)设置于所述活塞杆(4)置于所述气缸体(6)内的端部上，所述活塞杆(4)贯穿所述第一选挡滑块(2)，且与所述第一选挡滑块(2)滑动连接；该选挡气缸的选挡位置精确性比较高，可以应用于对选挡精度比较高的汽车领域，有利于减小现有技术中汽车上选挡装置的体积，满足整车设计要求，并且该选挡气缸可以减小变速箱的冲击，进而提高了车辆的动力性和经济性。此外，本发明还公开了一种气动选挡执行机构。
文档编号F16H59/02GK103148204SQ201310068668
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者韩尔樑, 李永昌, 王庆来, 刘建卫, 王霞, 桂经良 申请人:潍柴动力股份有限公司