專利名稱：電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車自動變速箱，尤其涉及一種電控機械式汽車自動變速 箱選換擋操縱機構。
背景技術：
當前機械式汽車自動變速箱(AMT )的選換擋操縱才幾構大都采用液壓執(zhí)行機 構。該機構主要由液壓油缸，液壓控制油路總成，電磁閥等元件組成，選換擋 控制必須要求上述多種元件協(xié)調動作，導致了機構設計十分復雜，制造工藝難 度較大，成本也很高。如中國專利"一種車輛變速箱自動換擋機構 (CN01226807. O)"就是機械式自動變速箱選換擋操縱機構，它是由一部電機驅 動選換擋凸輪盤，凸輪盤的端面和凸輪軸的軸肩的端面分別設計有凸輪槽，電 機轉動不同角度帶動凸輪槽旋轉實現(xiàn)不同擋位的選換擋。這種選換擋執(zhí)行機構 要求對凸輪槽的設計相當精確，這樣就決定了在凸輪盤和凸輪軸制造加工的過 程中，對工藝、工裝以及對操作人員的要求都非常嚴格，而且由于凸輪槽擋位
位置的高度精確性，使得加工出來的不合格產品也很多。同時由于不同的擋位 要求電機旋轉的角度也各有不同，這也使控制程序變得較為復雜。中國專利"電 控電動機械式自動變速裝置(CN99206123.7 )"，也是機械式自動變速箱選換擋 操縱機構，它采用選換擋軸和選換擋花鍵套的形式，用兩部電機分別控制選擋 和換擋。該機構中使用的選換擋花鍵套，把選擋的撥槽和換擋的內花鍵設計在 了一起，使該零件加工工序增多，尺寸精度要求也很高。而且由于兩電機的輸 出軸同時作用在選換擋花鍵套上，致使兩電機布置的十分緊密，增加了操縱機 構的裝配難度。由于兩電機緊密布置需要占用變速箱外部的較大空間，給變速 箱總成在整車上的安裝帶來了很多困難。以上種種原因限制了機械式自動變速箱在我國的發(fā)展以及在整車市場上的使用。實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述背景技術存在的不足，提出 一種結構緊 湊，便于變速箱總成整車布置，制造工藝和裝配工藝簡單，維修方便，成本低 廉，工作可靠，普及使用更加方便的電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案電控機械式汽車自動變 速箱選換擋操縱機構，包括殼體18、選擋機構、換擋機構和設置在殼體內能軸 向移動和旋轉的選換擋軸16，所述選擋機構包括選擋侍服電機6,選擋角位移 傳感器5,以及由選擋侍服電機驅動的能使選換擋軸作軸向運動的選擋搖臂4; 所述換擋機構包括換擋侍服電機1，換擋角位移傳感器19，以及由換擋侍服電 機驅動的能使選換擋軸作旋轉運動的花鍵套；其特征是所述換擋機構還包括換 擋撥頭(7、 8、 9),擋位限位銷(10、 11、 12)，所述換擋撥頭一端設有一個空 套在選換擋軸上的內圓孔，在該內圓孔的孔壁上沿軸向設有凹槽，在選換擋軸 的外壁上設有能與上述凹槽相配的柱銷；所述擋位限位銷安裝在殼體上，擋位 限位銷的觸頭壓在換擋撥頭內圓孔部位外壁上的突起凹槽內；所述換擋撥頭的 另一端插入變速箱里面的換擋撥塊或換擋拉板的凹槽內；換擋撥頭沿選換擋軸 的軸向位置由殼體固定。在選換擋軸上與選擋搖臂對應處可以固定有選擋底座15，所述選擋侍服電 機輸出軸與選擋搖臂一端連接，選擋搖臂的另一端撥頭位于上述選擋底座的撥 槽內，所述選擋搖臂的另一端撥頭與選擋搖臂與選擋侍服電機輸出軸連接的一端偏心。所述選擋底座一側沿軸向設有一圓弧形空擋自鎖凹槽，空擋彈性自鎖銷壓在該圓弧形空擋自鎖凹槽內，空擋彈性自鎖銷安裝在殼體側面。在換擋機構中，當擋位限位銷的觸頭壓在換擋撥頭內圓孔部位外壁上的突 起凹槽內時，所述換擋撥頭一端設置在內圓孔中的凹槽位置與選換擋軸上的柱 銷在圓周位置上一致。在換擋機構中，設有三個同樣的并排布置的換擋撥頭，每個換擋撥頭一端內圓孔的孔壁上設有沿圓周方向上均勻布置三個凹槽；在選換擋軸上設置的柱 銷為三個能與上述三個凹槽——對應分別相配的圓柱銷。在殼體內設有一根與選換擋軸平行布置的并可沿軸向運動的互鎖軸20,該 互鎖軸與選擋底座連成一個整體，在與互鎖軸對應的換擋撥頭上設有一個限位 片，該限位片沿軸向開設有與互鎖軸相配的圓弧形凹槽，在互鎖軸上與換擋撥 頭上限位片對應位置處開有一個能使限位片通過的互鎖槽，在不同擋位時該互 鎖槽對齊相應擋位換擋撥頭的限位片。上述選擋角位移傳感器和換擋角位移傳感器分別布置在選、換擋侍服電機 輸出軸的另一端。選擋侍服電機輸出軸順時針或逆時針方向旋轉，選擋角位移 傳感器測量旋轉角度，不同的角度對應不同的擋位位置。換擋侍服電機在選擋 侍服電機旋轉到各擋位位置之后，再順時針或逆時針旋轉一定的角度，由換擋 角位移傳感器測量轉動角度，實現(xiàn)該擋位位置上兩種擋位的掛擋和摘擋。該實 用新型在設計上保證了選擋和掛擋的有效性和精確性，杜絕回空擋不到位和掉 擋，具有自我防錯功能。本機構結構緊湊，便于變速箱總成整車布置，制造工藝和裝配工藝簡單， 維修方便，成本低廉，是一種解決目前機械式自動變速箱選換擋難題和普及困 難的有效方案，適用于所有采用固定軸式有級齒輪手動變速箱改造的機械式自 動變速箱。


圖1是電控機械式自動變速箱選換擋操縱機構的結構示意圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是圖1的B-B剖視圖。圖4是圖2的C-C剖視圖。圖5是擋位限位銷工作原理圖。圖5-1是選擋初始位置擋位限位銷位置圖。圖5-2、圖5-3是高低擋位擋位限位銷位置圖。圖6是該機構實現(xiàn)不同擋位的實例示意圖。圖6-l是擋位圖。圖6-2是選擋搖臂1-2擋擋位圖。圖6-3是換擋撥頭7的1擋擋位圖。圖6-4是換擋撥頭7的2擋擋位圖。圖6-5是選擋搖臂3-4擋擋位圖。圖6-6是換擋撥頭8的3擋擋位圖。圖6-7是換擋撥頭8的4擋擋位圖。圖6-8是選擋搖臂5-R擋擋位圖。圖6-9是換擋撥頭9的5擋擋位圖。圖6-10是換擋撥頭9的R擋擋位圖。在附圖中，l.換擋侍服電機，2.換擋花鍵套，3.裝配定位銷，4.選擋搖臂， 5.選擋角位移傳感器，6.選擋侍服電機，7. 1-2擋換擋撥頭，8. 3-4擋換擋撥頭，9. 5-R擋4灸擋撥頭，10. 5-R擋擋位限位銷，11. 3-4擋擋^f立限位銷，12. 1-2擋擋 位限位銷，13.換擋圓柱銷，14.空擋彈性自鎖銷，15.選擋底座，16.選換擋軸， 17.裝配定位套，18.操縱機構殼體，19.換擋角位移傳感器，20.互鎖軸，21.通氣塞。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
實施例選用一個5擋機械式自動變速箱選換擋過程，該變速箱有5個前進 擋和1個倒擋。如圖1所示，本實用新型設計的電控機械式自動變速箱選換擋操縱機構， 主要包括選擋侍服電機電機6，換擋侍服電機l，選擋角位移傳感器5，換擋角 位移傳感器19，選擋搖臂4，選擋底座15，選換擋軸16，換擋花鍵套2， 一組 換擋圓柱銷13， 一組換擋撥頭7、 8、 9,空擋彈性自鎖銷14，擋位限位銷IO、 11、 12和互鎖軸20。如圖3所示，選擋搖臂4通過花鍵與選擋侍服電機6連接， 選擋底座15固定在選換擋軸16上，選擋搖臂4的撥頭鑲在選擋底座15 —側的 矩形凹槽內，空擋彈性自鎖銷14安裝在操縱機構殼體18的側面，空擋彈性自 鎖銷14的鋼珠觸頭壓在選擋底座15另一側的圓弧形空擋自鎖凹槽內。如圖1 所示，換擋侍服電機1通過換擋花鍵套2與選換擋軸16花鍵端連接。如圖1、 圖4所示，換擋撥頭7、 8、 9的一端空套在選換擋軸16上，換擋撥頭7、 8、 9 內圓圓周上的三個凹槽與選換擋軸16上的一組三個換擋圓柱銷13在圓周上位 置相同，換擋撥頭7、 8、 9外圓圓周一側加工有突起的M型凹槽，擋位限位銷10、 11、 12安裝在操縱機構殼體18的一側，擋位限位銷IO、 11、 12的觸頭分 別壓在換擋撥頭7、 8、 9的M型凹槽里面，換擋撥頭7、 8、 9的另一端插入變 速箱里面的換擋撥塊或換擋拉板的凹槽內。如圖2所示，互鎖軸20與選換擋軸16平行布置，選擋底座15—端的拉板鑲在互鎖軸20的凹槽里面，選擋底座l5 與互鎖軸20連成一整體，互鎖軸20的互鎖槽在位置上剛好對齊3-4擋換擋撥 頭8。如圖1所示，角位移傳感器5、 19分別布置在選擋侍服電機6和換擋侍服 電機1輸出軸的另一端。如圖1、圖2、圖4所示，該實用新型設計機構在裝配時，選換擋軸16通 過固定在其上面的裝配定位套17和裝配定位銷3進行軸向定位，選換擋軸16 圓周上的三個換擋圓柱銷13在該位置上鑲在3-4擋換擋撥頭8的三個凹槽里面， 互鎖軸20的互鎖槽對齊3-4擋換擋撥頭8。此位置是本實用新型設計機構的選 擋初始位置。如圖3所示，空擋彈性自鎖銷14的鋼珠觸頭壓在選擋底座15 —側的圓弧 形空擋自鎖凹槽內對選換擋軸16進行圓周定位。此時選換擋軸16上圓柱銷13 的位置就是該機構的空擋位置，所對應的換擋撥頭7、 8、 9也處于空擋位置， 如圖3中1-2擋換擋撥頭7所示位置。該位置是本實用新型設計機構換擋的初始位置。如圖5所示，換擋撥頭7、 8、 9在同一選擋位置上不同的擋位位置。圖5-1 是選擋初始位置，為空擋；圖5-2,圖5-3為兩個高低擋。在三個不同的擋位位 置擋位限位銷IO、 11、 12也分別壓在M型凹槽的不同位置，作用之一是使換擋 撥頭7、 8、 9掛擋到位，作用之二是防止換擋撥頭7、 8、 9回到初始位置，發(fā) 生掉擋現(xiàn)象。選擋侍服電機6轉動相應的角度，選擋搖臂4通過選擋底座15帶動選換擋 軸16和互鎖軸20移動，使圓柱銷13鑲進對應擋位撥頭的凹槽內，互鎖軸20 的互鎖槽對齊所選擇擋位的換擋撥頭，并對其余兩個沒有選擇到的擋位撥頭進 行鎖定，從而實現(xiàn)不同擋位的選擇。換擋侍服電機1轉動特定的角度，換擋花鍵套2帶動選換擋軸16旋轉同樣的角度，換擋撥頭7、 8、 9之一在圓柱銷13 的帶動下也轉動相同的角度，其余兩個換擋撥頭在互鎖軸20和擋位限位銷10、 11、 12的作用下，保持換擋初始位置不變，從而實現(xiàn)某一擋位位置上兩種擋位 的掛擋和摘擋。以下結合圖6對從1擋擋位到倒擋擋位選換擋作進一步說明 上述已經(jīng)說明，3-4擋位置為選擋初始位置，圖3所示換擋撥頭7的位置為空擋位置。空擋—1擋選擋搖臂4的撥頭在選擋侍服電機6的帶動下順時針旋轉28 ° ,選擋搖臂4推動選擋底座15和選換擋軸16移動12mm的距離，使圓柱銷13 鑲在l-2擋換擋撥頭7的三個凹槽內，此位置是1-2擋擋位，見圖6-2,然后換 擋侍服電機1再順時針旋轉并帶動選換擋軸16旋轉18。 ， l-2擋換擋撥頭7在 圓柱銷13的帶動下順時針旋轉18。，即選擇l擋，見圖6-3;1擋—2擋選擋搖臂4保持l-2擋擋位不變，見圖6-2,換擋侍服電機1 逆時針旋轉36。 ， 1-2擋換擋撥頭7在圓柱銷13的帶動下逆時針旋轉36。，即 選擇2擋，見圖6-4;2擋—3擋換擋侍服電機1順時針旋轉18°使1-2擋換擋撥頭7回到空擋 位置，然后選擋侍服電機6逆時針旋轉28°使選擋搖臂4回到選擋初始位置， 見圖6-5,使圓柱銷13鑲在3-4擋換擋撥頭8的三個凹槽內。換擋侍服電機1 再順時針旋轉18。 ， 3-4擋換擋撥頭8在圓柱銷13的帶動下順時針旋轉18。， 即選擇3擋，見圖6-6;3擋—4擋選擋搖臂4保持選擋初始位置不變，見圖6-5，換擋侍服電機 l逆時針旋轉36。 ， 3-4擋換擋撥頭8在圓柱銷13的帶動下逆時針旋轉36。，即選擇4擋，見圖6-7;4擋—5擋換擋侍服電機1順時針旋轉18°使3-4擋換擋撥頭8回到空擋 位置，然后選擋侍服電機6逆時針旋轉28°使選擋搖臂4位于5-R擋擋位，見 圖6-8,使圓柱銷13鑲在5-R擋換擋撥頭9的三個凹槽內。換擋侍服電機1再 順時針旋轉18。 ， 5-R擋換擋撥頭9在圓柱銷13的帶動下順時針旋轉18。，即 選擇5擋，見圖6-9;空擋—倒擋選擋侍服電機6逆時針旋轉28°使選擋搖臂4從選擋初始位 置選擇到5-R擋擋位，見圖6-8，換擋侍服電機1再逆時針旋轉18。 ， 5-R擋換 擋撥頭9在圓柱銷13的帶動下逆時針旋轉18。，即選擇倒擋，見圖6-10。整個選換擋過程，選、換擋角位移傳感器5、 19適時測量和監(jiān)控侍服電機1、 6的旋轉角度。上述選、換擋過程，要依賴于針對不同手動變速箱而制定的換擋規(guī)律和控 制程序，控制芯片結合選、換擋角位移傳感器5、 19的反饋信號，對選換擋侍 服電機l、 6進行精確控制，從而實現(xiàn)選換擋。
權利要求1、電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構，包括殼體(18)、選擋機構、換擋機構和設置在殼體內能軸向移動和旋轉的選換擋軸(16)，所述選擋機構包括選擋侍服電機(6)，選擋角位移傳感器(5)，以及由選擋侍服電機驅動的能使選換擋軸作軸向運動的選擋搖臂(4)；所述換擋機構包括換擋侍服電機(1)，換擋角位移傳感器(19)，以及由換擋侍服電機驅動的能使選換擋軸作旋轉運動的花鍵套；其特征是所述換擋機構還包括換擋撥頭(7、8、9)，擋位限位銷(10、11、12)，所述換擋撥頭一端設有一個空套在選換擋軸上的內圓孔，在該內圓孔的孔壁上沿軸向設有凹槽，在選換擋軸的外壁上設有能與上述凹槽相配的柱銷；所述擋位限位銷安裝在殼體上，擋位限位銷的觸頭壓在換擋撥頭內圓孔部位外壁上的突起凹槽內；所述換擋撥頭的另一端插入變速箱里面的換擋撥塊或換擋拉板的凹槽內；換擋撥頭沿選換擋軸的軸向位置由殼體固定。
2、 根據(jù)權利要求l所述的電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構，其 特征是在選換擋軸上與選擋搖臂對應處固定有選擋底座(15)，所述選擋侍服電 機輸出軸與選擋搖臂一端連接，選擋搖臂的另一端撥頭位于上述選擋底座的撥 槽內，所述選擋搖臂的另一端撥頭與選擋搖臂與選擋侍服電機輸出軸連接的一端偏心。
3、 根據(jù)權利要求2所述的電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構，其 特征是所述選擋底座一側沿軸向設有一圓弧形空擋自鎖凹槽，空擋彈性自鎖銷 壓在該圓弧形空擋自鎖凹槽內，空擋彈性自鎖銷安裝在殼體側面。其特征是在換擋機構中，當擋位限位銷的觸頭壓在換擋撥頭內圓孔部位外壁上 的突起凹槽內時，所述換擋撥頭一端設置在內圓孔中的凹槽位置與選換擋軸上 的柱銷在圓周位置上一致。
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5、 根據(jù)權利要求4所述的電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構，其 特征是在換擋機構中，設有三個同樣的并排布置的換擋撥頭，每個換擋撥頭一 端內圓孔的孔壁上設有沿圓周方向上均勻布置三個凹槽；在選換擋軸上設置的 柱銷為三個能與上述三個凹槽——對應分別相配的圓柱銷。
6、 根據(jù)權利要求5所述的電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構，其 特征是在殼體內設有一根與選換擋軸平行布置的并可沿軸向運動的互鎖軸(20),該互鎖軸與選擋底座連成一個整體，在與互鎖軸對應的換擋撥頭上設有 一個限位片，該限位片沿軸向開"i殳有與互鎖軸相配的圓弧形凹槽，在互鎖軸上 與換擋撥頭上限位片對應位置處開有一個能使限位片通過的互鎖槽，在不同擋 位時該互鎖槽對齊相應擋位換擋撥頭的限位片。
專利摘要一種電控機械式汽車自動變速箱選換擋操縱機構，包括殼體、選擋機構、換擋機構和選換擋軸，其特征是所述換擋機構還包括換擋撥頭，擋位限位銷，所述換擋撥頭一端設有一個空套在選換擋軸上的內圓孔，在該內圓孔的孔壁上沿軸向設有凹槽，在選換擋軸的外壁上設有能與上述凹槽相配的柱銷；所述擋位限位銷安裝在殼體上，擋位限位銷的觸頭壓在換擋撥頭內圓孔部位外壁上的突起凹槽內；所述換擋撥頭的另一端插入變速箱里面的換擋撥塊或換擋拉板的凹槽內。本機構結構緊湊，便于變速箱總成整車布置，制造工藝和裝配工藝簡單，維修方便，成本低廉，是一種解決目前機械式自動變速箱選換擋難題和普及困難的有效方案。
文檔編號F16H59/04GK201145029SQ200720088379
公開日2008年11月5日 申請日期2007年11月22日 優(yōu)先權日2007年11月22日
發(fā)明者鵬 金, 鵬 陳 申請人:東風汽車有限公司