本發(fā)明涉及車輛零部件技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前應(yīng)用于汽車上的自動(dòng)變速系統(tǒng)，主要是at、cvt、dct，其中由液力變矩器和行星齒輪變速箱組成的液力自動(dòng)變速器(at)，由于成本高、油耗大，難以普及。無極自動(dòng)變速器(cvt)進(jìn)來發(fā)展很快，應(yīng)用也日益廣泛，但是其傳遞力矩小，只用于轎車；傳動(dòng)帶涉及材料和工藝技術(shù)被國外壟斷。雙離合器自動(dòng)變速器(dct)發(fā)展也很快，但是技術(shù)復(fù)雜，傳遞力矩也較小，現(xiàn)在也只應(yīng)用于轎車。八十年代出現(xiàn)了在機(jī)械式自動(dòng)變速箱基礎(chǔ)上，通過加裝一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)及電控單元，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的機(jī)械式自動(dòng)變速器(amt)，其中的機(jī)械變速箱國內(nèi)沒有技術(shù)難度，容易實(shí)施，但是之前有很多液壓或者氣動(dòng)的選換檔機(jī)構(gòu)，通過蓄壓裝置、電磁閥控制來進(jìn)行換檔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，壓力損失大，容易污染環(huán)境或者容易產(chǎn)生噪音。而且很多技術(shù)被國外品牌壟斷，配件價(jià)格很高、數(shù)量也少。

中國專利cn201110362638.6，其特征在于選檔電機(jī)、與選檔電機(jī)相連并進(jìn)行減速的選檔減速機(jī)、主軸、套裝在主軸上的撥頭、換檔電機(jī)、與換檔電機(jī)的輸出相連的絲杠、套設(shè)在絲杠上的螺母、套裝在主軸上并與螺母傳動(dòng)配合的撥叉、設(shè)置在選檔減速機(jī)上的選檔位置傳感器、與主軸相連接的換檔位置傳感器、以及位于選檔減速機(jī)和換檔電機(jī)之間并包覆主軸的殼體。該機(jī)構(gòu)主要特點(diǎn)是有選檔電機(jī)和換檔電機(jī)，換檔時(shí)間包括：退空檔時(shí)間→選檔時(shí)間→同步時(shí)間→掛檔時(shí)間，進(jìn)一步還包括：分離離合器的時(shí)間和結(jié)合離合器的時(shí)間，導(dǎo)致整個(gè)換檔過程時(shí)間比較長，造成動(dòng)力損失和浪費(fèi)較大，換檔頓挫感較強(qiáng)，乘坐舒適性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置及其控制方法，盡量簡化換檔裝置結(jié)構(gòu)，縮短換檔時(shí)間，提高傳動(dòng)效率，降低成本，方便維修和使用。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置，包括兩個(gè)相互獨(dú)立的掛檔電機(jī)、兩個(gè)滾珠絲桿、多邊形軸套、軸承i、軸承ii、兩個(gè)螺母、兩個(gè)擺塊、主軸、滾針軸承、掛檔位置傳感器擺臂、位置傳感器和殼體，兩個(gè)相互獨(dú)立的所述掛檔電機(jī)在殼體的兩側(cè)呈對角對稱布置，每一所述掛檔電機(jī)與一個(gè)滾珠絲桿通過多邊形軸套聯(lián)結(jié)，每一所述滾珠絲桿的兩端均設(shè)有軸承i和軸承ii，每一所述滾珠絲桿上套設(shè)有一螺母，每一螺母傳動(dòng)配合連接有擺塊且兩個(gè)擺塊通過自身孔并列套裝在主軸上，所述主軸上套設(shè)有滾針軸承且滾針軸承也位于擺塊的孔內(nèi)，所述擺塊還與掛檔位置傳感器擺臂相連接且掛檔位置傳感器擺臂設(shè)于殼體內(nèi)，所述殼體內(nèi)設(shè)有位置傳感器。

優(yōu)選地，所述掛檔電機(jī)的主軸軸端采用多邊形軸，通過相配合的多邊形軸套傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩到滾珠絲桿。

優(yōu)選地，每一所述滾珠絲桿的一端通過軸承座內(nèi)的軸承i定位、通過軸承ii限制軸向串動(dòng)，且所述軸承座設(shè)于掛檔電機(jī)的端面上且由掛檔電機(jī)安裝止口限位和固定；每一所述滾珠絲桿的另一端通過軸承i、軸承ii固定在殼體內(nèi)。

優(yōu)選地，每一所述螺母的兩側(cè)均有一個(gè)柱狀凸起，所述擺塊具有與螺母柱狀凸起卡裝的分叉部，每一所述螺母的柱狀凸起分別卡設(shè)在擺塊相應(yīng)的分叉部上實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)配合連接。

優(yōu)選地，所述擺塊一側(cè)有較小的柱狀凸起，所述位置傳感器的撥叉具有分叉部，所述擺塊的柱狀凸起可與位置傳感器的分叉部中間位置卡裝。

優(yōu)選地，所述軸承座上設(shè)有o形圈和油封，所述掛檔位置傳感器擺臂上設(shè)有o形圈。

優(yōu)選地，所述滾針軸承兩端安裝有卡簧。

優(yōu)選地，所述主軸安裝于殼體內(nèi)且以封板將主軸封閉在殼體中。

優(yōu)選地，進(jìn)一步還包括電控單元，所述電控單元與位置傳感器、掛檔電機(jī)均電氣連接。

一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置控制方法，包括如下步驟，

(1)當(dāng)電控單元判斷需要換檔后，電控單元控制掛檔電機(jī)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊，且在主軸上形成扭矩以驅(qū)動(dòng)擺塊旋轉(zhuǎn)；再通過位置傳感器的位置指示，至變速箱的空檔位置；

(2)電控單元控制掛檔電機(jī)，驅(qū)動(dòng)絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊且在主軸上形成扭矩；進(jìn)而驅(qū)動(dòng)撥頭旋轉(zhuǎn)；

(3)再通過位置傳感器的位置指示，到達(dá)目標(biāo)檔位位置，實(shí)現(xiàn)換檔至結(jié)束。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明提供一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置及其控制方法，結(jié)構(gòu)簡單、輕巧，機(jī)械效率高；安裝方便，占用空間??；動(dòng)力傳遞平穩(wěn)，位置準(zhǔn)確，易于實(shí)現(xiàn)程序控制；成本低，易實(shí)施；可裝配四檔箱的機(jī)械式自動(dòng)變速箱，無選檔過程，縮短了換檔時(shí)間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中的a-a截面視圖。

圖3為圖1中的b-b截面局部視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1至圖3所示，一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置，包括兩個(gè)相互獨(dú)立的掛檔電機(jī)(1)、兩個(gè)滾珠絲桿(5)、多邊形軸套(2)、軸承i(16)、軸承ii(15)、兩個(gè)螺母(6)、兩個(gè)擺塊(10)、主軸(12)、滾針軸承(13)、掛檔位置傳感器擺臂(14)、位置傳感器(8)和殼體(9)。

具體連接方式為：兩個(gè)相互獨(dú)立的掛檔電機(jī)(1)在殼體(9)的兩側(cè)呈對角對稱布置，每一掛檔電機(jī)(1)與一個(gè)滾珠絲桿(5)通過多邊形軸套(2)聯(lián)結(jié)。掛檔電機(jī)(1)的主軸軸端采用多邊形軸，通過相配合的多邊形軸套(2)傳遞驅(qū)動(dòng)扭矩到滾珠絲桿(5)。

每一滾珠絲桿(5)的兩端均設(shè)有軸承i(16)和軸承ii(15)。其中滾珠絲桿(5)的一端通過軸承座(3)內(nèi)的軸承i(16)定位、通過軸承ii(15)限制軸向串動(dòng)，且軸承座(3)設(shè)于掛檔電機(jī)(1)的端面上且由掛檔電機(jī)(1)安裝止口限位和固定；每一滾珠絲桿(5)的另一端通過軸承i(16)、軸承ii(15)固定在殼體(9)內(nèi)。軸承座(3)上設(shè)有o形圈(4)和油封(17)。

每一滾珠絲桿(5)上套設(shè)有一個(gè)螺母(6)，每一個(gè)螺母(6)傳動(dòng)配合連接有擺塊(10)且兩個(gè)擺塊(10)通過自身孔并列套裝在主軸(12)上，具體地每一個(gè)螺母(6)的兩側(cè)均有一個(gè)柱狀凸起，擺塊(10)具有與兩個(gè)螺母(6)柱狀凸起卡裝的分叉部，柱狀凸起分別卡設(shè)在相應(yīng)的分叉部上實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)配合連接，主軸(12)上套設(shè)有滾針軸承(13)且滾針軸承(13)也位于擺塊(10)的孔內(nèi)，滾針軸承(13)兩端安裝有卡簧(19)以防止?jié)L針軸承(13)滑脫，主軸(12)安裝于殼體(9)內(nèi)且以封板(11)將主軸(12)封閉在殼體(9)中。

擺塊(10)還與掛檔位置傳感器擺臂(14)相連接且掛檔位置傳感器擺臂(14)設(shè)于殼體(9)內(nèi)，掛檔位置傳感器擺臂(14)上設(shè)有o形圈(18)。殼體(9)內(nèi)設(shè)有位置傳感器(8)，具體地?cái)[塊(10)一側(cè)有較小的柱狀凸起，位置傳感器(8)的撥叉具有分叉部，擺塊(10)的柱狀凸起可與位置傳感器(8)的分叉部中間位置卡裝。

進(jìn)一步還本發(fā)明包括電控單元，電控單元與位置傳感器(8)、掛檔電機(jī)(1)均電氣連接。

一種車輛變速用自動(dòng)掛檔裝置控制方法，包括如下步驟，

(1)當(dāng)電控單元判斷需要換檔后，電控單元控制掛檔電機(jī)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊，且在主軸上形成扭矩以驅(qū)動(dòng)擺塊旋轉(zhuǎn)；再通過位置傳感器的位置指示，至變速箱的空檔位置；

(2)電控單元控制掛檔電機(jī)，驅(qū)動(dòng)絲杠和螺母，并將軸向推力傳遞給擺塊且在主軸上形成扭矩；進(jìn)而驅(qū)動(dòng)撥頭旋轉(zhuǎn)；

(3)再通過位置傳感器的位置指示，到達(dá)目標(biāo)檔位位置，實(shí)現(xiàn)換檔至結(jié)束。

本掛檔機(jī)構(gòu)換檔時(shí)間包括：退空檔時(shí)間→同步時(shí)間→掛檔時(shí)間。沒有包括中國專利cn201110362638.6中的選檔時(shí)間+分離離合器時(shí)間+結(jié)合離合器時(shí)間。使掛檔時(shí)間縮短，減少頓挫感，減少了動(dòng)力損耗，提高純電動(dòng)車行駛里程。

可匹配四檔機(jī)械式自動(dòng)變速箱，無選檔過程。

上述的實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，不能以此來限定本發(fā)明的權(quán)利范圍，因此，依本發(fā)明申請專利范圍所作的修改、等同變化、改進(jìn)等，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。