專利名稱：帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱的制作方法
技術領域：
本發明涉及帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱，屬機動車變速箱控制技術領域。
背景技術：
由于機械式自動變速箱(AMT)的低能耗、低排放、低造價、方便駕駛等優點，它已受到越來越多的用戶的接受和喜愛。AMT是取代駕駛員來自動決定換擋時間和自動執行換擋。 通常的AMT系統都有選擋和換擋兩個機構。這兩個機構通常由電動機、液壓、或氣動裝置等組成動力執行機構。這些機構都比較復雜和昂貴。由電動機實現換擋的機構還存在執行時間較長的問題、電動機磨損問題。由液壓、氣動實現換擋的機構還存在漏氣、漏油等問題而使AMT系統不可靠。公開號CN201187574公開了一種機械式自動變速箱換擋執行機構，該機構由驅動裝置，減速機構，運動轉換機構，間歇運動機構，定位機構組成驅動裝置中的換擋電機驅動減速機構的換擋電機輸出齒輪并傳遞給齒扇，通過定位銷、定位塊、選換擋軸到達換擋擺臂，最后換擋擺臂帶動換擋導塊；驅動裝置中的選擋電機輸出扭矩，驅動減速機構帶動選擋電機輸出擺臂擺動；由選換擋軸作為中間部件，選擋電機輸出擺臂帶動換擋擺桿運動，實現選擋動作。但這種方式結構復雜，可靠性不足。
發明內容
本發明的目的在于簡化選、換擋機構，提高反應速度，減小體積，降低造價，提高可靠性。本發明的技術方案是，采用永久磁鐵和電磁鐵作為驅動動力源來取代傳動的電動機、液壓閥、氣壓閥等來實現換擋。本發明帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱由機械式自動變速箱和電磁控制的選換擋機構組成，所述電磁控制的選換擋機構由帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體、導軌軸、撥動變速箱撥叉的撥頭、彈簧和限位體組成，在導軌軸上均勻安放了三個帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體，兩端帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體固定在軸上并在靠中間一側設置限位塊，中間帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體為可滑動撥頭集成體，它與兩邊限位塊之間在軸向方向上安放了彈簧，彈簧將帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體頂開，保持彈簧處于起始工作狀態，中間的帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體處于導軌軸的中間位置。由帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體包括內導軌，鐵芯、線圈，線圈纏繞在鐵芯上，鐵芯固定在內導軌外面，使內導軌、鐵芯、線圈構成一個集成體，克服彈簧力后可以在導軌軸上滑動，將撥動變速箱撥叉的撥頭固定在中間那個帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體上。當三個由帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體的線圈無電流時，處于中間位置的滑動撥頭集成體110處于自由狀態，但受兩側相等彈簧力的彈簧150的擠壓而處于中心位
置，這是穩定狀態I。當中間的線圈120在通上直流電的情況下產生一定方向的磁場，如果
左邊的線圈也通上電流產生相反方向的磁場，那么滑動撥頭集成體110將在電磁力的作用
下克服左側的彈簧力而擠向左側而到達左側的限位體，這是穩定狀態II。當右側線圈120
在通上反向的直流電的情況下，滑動撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服右側的彈簧
力而擠向另一側到達右側的限位體，這是穩定狀態111。這樣通過對線圈電流及其方向的控
制，可驅動滑動撥頭集成體到達需要的位置。如將這個裝置用來選擇變速箱內的3個不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動選擋裝置。選擋所需的力量只是用來移動滑動撥頭集成體的位置，所以所需驅動力較小，因此線圈也可做得較小。導軌槽是用來防止滑動撥頭集成體旋轉的。如將這個裝置用來改變變速箱內的撥叉位置就取代了通常的液壓、氣壓、電動換擋裝置。比如在失電狀態下，撥頭處在中間位置，即空擋位置，而分別在兩邊的任意一邊就意味著掛上了擋。本發明中，導軌軸可以用花鍵軸代替，相應內導軌可以用內花鍵代替。為了簡化設計，撥頭集成體110上可不裝線圈，而用永久磁鐵代替。為了更進一步簡化機械機構和AMT控制器20內的控制電路，也可在兩端使用永久磁鐵而撥頭集成體110上安裝電磁鐵，這樣AMT控制器20只需要控制一個線圈的開關和電流方向。本發明帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱的控制方法如下，
(1)選擇電磁控制的選換擋機構，兩端帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體固定，中間帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體為可滑動撥頭集成體；
(2)在所有3個線圈120無電的情況下，可滑動撥頭集成體110處于自由狀態但受兩側
相等彈簧力的彈簧150的擠壓而處于中心位置，這是穩定狀態i
(3)當中間的線圈120在通上直流電的情況下產生一定方向的磁場，如果左邊的線圈也通上電流產生相反方向的磁場，那么滑動撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服左側
的彈簧力而擠向左側而到達左側的限位體，這是穩定狀態[I ；
(4)當右側線圈120在通上反向的直流電的情況下，滑動撥頭集成體110將在電磁力的
作用下克服右側的彈簧力而擠向另一側到達右側的限位體，這是穩定狀態〖II ；
(4)通過對線圈電流及其方向的控制，可驅動滑動撥頭集成體到達需要的位置；(5)將所述裝置用來選擇變速箱內的3個不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動選擋裝置， 實現電磁控制選換擋。本發明與現有技術比較的有益效果是，采用本發明帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱后，簡化了選、換擋機構，提高了控制反應速度，減小了選換擋機構的體積， 降低了造價，提高裝置的可靠性。
本發明適用于機動車機械式自動變速箱控制。
圖1是AMT系統方框圖中10是AMT變速箱，它是在傳統手動變速箱的基礎上加上了自動選、換擋的執行機構；20是AMT控制器，它根據駕駛員意圖、車子運行狀態和和路面狀況控綜合考慮決定何時換擋、如何換擋的電腦；
圖2是用選擋電磁鐵的剖視示意圖中110是帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體；120是線圈；130是導軌軸；140是真正撥動變速箱撥叉的撥頭；150是彈簧；160是限位體； 圖3是選、換擋機構示意圖。
具體實施例方式在運行中，圖1中所示的AMT控制器20根據駕駛員意圖、車子運行狀態和和路面狀況控綜合考慮決定何時換擋、如何換擋。如駕駛員小踩油門需要加速，但發動機速度已經很高，AMT控制器根據最佳油耗進行計算認為應該升一個擋，就指令進行選擇高一擋，并進行換擋。通常手動變速箱內的選擋、和換擋通常是通過一個能夠在X、Y兩個方向運動的機構來選擇的，如圖3所示的6擋機構(5個前進擋一個倒擋)。中間能在X、Y兩個方向移動的310是撥頭。當撥頭在水平的中間位置時，3個撥叉處于中間狀態，沒有一個擋位嚙合上， 所以是空擋。當撥頭310移動到最左邊壓迫撥叉到左上角320或左下角330時，都意味掛上擋了。在AMT中，大多用2個自動執行機構來實現的，先由一個執行機構選好擋位，即移動撥頭310左右移動，再由另一個機構執行換擋，即上下移動。撥頭的移動通常用電動機、 氣動、液壓作動力來實現，本發明用一套電磁鐵機構來實現選擋，也可另加一套電磁鐵機構來實現換擋。如圖2所示，在所有3個線圈120無電的情況下，滑動撥頭集成體110處于自由狀
態但受兩側相等彈簧力的彈簧150的擠壓而處于中心位置，這是穩定狀態I。當中間的線圈
120在通上直流電的情況下產生一定方向的磁場，如果左邊的線圈也通上電流產生相反方向的磁場，那么滑動撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服左側的彈簧力而擠向左側而
到達左側的限位體，這是穩定狀態II。當右側線圈120在通上反向的直流電的情況下，滑動
撥頭集成體110將在電磁力的作用下克服右側的彈簧力而擠向另一側到達右側的限位體，
這是穩定狀態111。這樣通過對線圈電流及其方向的控制，可驅動滑動撥頭集成體到達需要
的位置。如將這個裝置用來選擇變速箱內的3個不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動選擋裝置。選擋所需的力量只是用來移動滑動撥頭集成體的位置，所以所需驅動力較小， 因此線圈也可做得較小。導軌槽是用來防止滑動撥頭集成體旋轉的。如將這個裝置用來改變變速箱內的撥叉位置就取代了通常的液壓、氣壓、電動換擋裝置。比如在失電狀態下，撥頭處在中間位置，即空擋位置，而分別在兩邊的任意一邊就意味著掛上了擋。如行程較短， 阻力很小，撥頭可不要用電磁鐵而只是用導磁體即可而簡化了系統。由于掛擋力比選擋力大很多，所以需要的電磁功率也相應大。由于掛擋行程較長，所以線圈的設計和磁間隙的大小要選擇恰當以達到足夠的電磁力。當行程太長時，應讓電磁機構通過杠桿放大行程以保證磁間隙的不至于太大。 在線圈設計過程中，根據電磁力和實際撥頭彈簧力調整有關參數，使撥頭集成體和線圈設計達到合理結構。
權利要求
1.一種帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱，由機械式自動變速箱和電磁控制的選換擋機構組成，其特征在于，所述電磁控制的選換擋機構由帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體、導軌軸、撥動變速箱撥叉的撥頭、彈簧和限位體組成，在導軌軸上均勻安放了三個帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體，兩端帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體固定在軸上，并分別在靠中間一側設置限位塊，中間帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體為可滑動撥頭集成體，它與兩邊限位塊之間在軸向方向上安放了彈簧；由帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體包括內導軌，鐵芯、線圈，線圈纏繞在鐵芯上，鐵芯固定在內導軌上，使或內導軌、鐵芯、線圈構成一個集成體；中間的帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體處于導軌軸的中間位置，可以在克服彈簧力而在導軌軸上滑動。
2.根據權利要求1所述的一種帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱，其特征在于，所述導軌軸也可以用花鍵軸代替，相應內導軌也可以用內花鍵代替。
3.根據權利要求1所述的一種帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱，其特征在于，所述鐵芯和線圈可用永久磁鐵代替。
4.根據權利要求1所述的一種帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱，其特征在于，所述電磁控制的選換擋機構可采取兩端使用永久磁鐵，而中間的撥頭集成體上安裝電磁鐵，這樣只需要控制一個線圈的開關和電流方向。
5.一種帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱的控制方法，其特征是，所述控制方法如下(1)選擇電磁控制的選換擋機構，兩端帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體固定，中間帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體為可滑動撥頭集成體；(2)在所有3個線圈(120)無電的情況下，可滑動撥頭集成體(110)處于自由狀態但受兩側相等彈簧力的彈簧(150)的擠壓而處于中心位置，控制機構處于穩定狀態 I ；(3)當中間的線圈(120)在通上直流電的情況下產生一定方向的磁場，如果左邊的線圈也通上電流產生相反方向的磁場，那么滑動撥頭集成體(110)將在電磁力的作用下克服左側的彈簧力而擠向左側而到達左側的限位體，控制機構處于穩定狀態II ；(4)當右側線圈(120)在通上反向的直流電的情況下，滑動撥頭集成體(110)將在電磁力的作用下克服右側的彈簧力而擠向另一側到達右側的限位體，控制機構處于穩定狀態III (4)通過對線圈電流及其方向的控制，可驅動滑動撥頭集成體到達需要的位置；(5)將所述裝置用來選擇變速箱內的3個不同的撥叉就取代了通常的液壓、氣壓、電動選擋裝置， 可實現電磁控制選換擋。
全文摘要
一種帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱，由機械式自動變速箱和電磁控制的選換擋機構組成，所述電磁控制的選換擋機構由帶內導軌和線圈(120)的滑動撥頭集成體、導軌軸(130)、撥動變速箱撥叉的撥頭(140)、彈簧(150)和限位體(160)組成；中間的帶內導軌和線圈的滑動撥頭集成體(110)處于導軌軸的中間位置，可以在克服彈簧力而在導軌軸上滑動。如將這個裝置用來改變變速箱內的撥叉位置就取代了通常的液壓、氣壓、電動換擋裝置。采用本發明帶電磁控制的選換擋機構的機械式自動變速箱后，簡化了選、換擋機構，提高了控制反應速度，提高裝置的可靠性。本發明適用于機動車機械式自動變速箱控制。
文檔編號F16H61/28GK102313001SQ20111025254
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者劉平 申請人:廣東戈蘭瑪汽車系統有限公司