本發(fā)明涉及變速箱，具體涉及一種電控?fù)Q擋變速箱、變速系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、長(zhǎng)期以來(lái)，收獲機(jī)械的變速換擋一直依賴(lài)駕駛員的手動(dòng)操作，這一過(guò)程既繁瑣又容易出錯(cuò)，對(duì)作業(yè)效率構(gòu)成了不小的挑戰(zhàn)。隨著用戶(hù)，特別是年輕機(jī)手對(duì)舒適性的要求日益提高，對(duì)換擋性能的需求也隨之提升。因此，電控液壓掛擋變速箱應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)翹板開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)一鍵換擋，簡(jiǎn)化了操作流程。為解決上述問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利cn118224292a提出了一種amt變速箱的靜態(tài)換擋控制方法、設(shè)備及介質(zhì)。雖然該方法通過(guò)變速箱控制單元實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)擋位的掛擋操作，并驅(qū)動(dòng)離合器慢合至預(yù)設(shè)滑摩點(diǎn)位置，但仍存在：電推桿與控制機(jī)構(gòu)之間的協(xié)同不夠緊密，導(dǎo)致?lián)Q擋精度受限；叉軸和撥叉的設(shè)計(jì)缺乏優(yōu)化，使得換擋過(guò)程不夠平順和穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。此外，換擋操作復(fù)雜且缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)制，容易引發(fā)安全隱患，如車(chē)輛失控或熄火，從而增加了駕駛的復(fù)雜性和危險(xiǎn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電控?fù)Q擋變速箱、變速系統(tǒng)及方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種電控?fù)Q擋變速箱，包括變速箱，以及與變速箱相配合的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電推桿機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，其中：

4、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括一軸總成、二軸總成，其中；

5、一軸總成，包括二擋主動(dòng)齒輪、三擋主動(dòng)齒輪；

6、二軸總成，包括一擋被動(dòng)齒輪、二擋被動(dòng)齒輪、三擋被動(dòng)齒輪，及相配合的齒套和齒座；

7、電推桿機(jī)構(gòu)，包括用于控制一擋掛擋及摘擋的電推桿ⅰ，以及用于控制二三擋掛擋及摘擋的電推桿ⅱ；

8、控制機(jī)構(gòu)，包括控制器，控制器用于選擇換擋控制策略，即換擋時(shí)間、換擋速度、換擋到位、摘擋到位。

9、本技術(shù)方案通過(guò)電推桿機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中不同擋位齒輪的嚙合與分離，從而完成換擋操作。具體地，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由一軸總成和二軸總成組成；一軸總成包含二擋主動(dòng)齒輪和三擋主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力相連，通過(guò)旋轉(zhuǎn)傳遞動(dòng)力；二軸總成包含一擋被動(dòng)齒輪、二擋被動(dòng)齒輪和三擋被動(dòng)齒輪，以及相配合的齒套和齒座；齒套在齒座上滑動(dòng)，通過(guò)電推桿機(jī)構(gòu)的推動(dòng)，與不同的被動(dòng)齒輪嚙合或分離，從而實(shí)現(xiàn)不同的擋位；電推桿ⅰ專(zhuān)門(mén)用于控制一擋的掛擋和摘擋，當(dāng)駕駛員選擇一擋時(shí)，電推桿ⅰ推動(dòng)齒套與一擋被動(dòng)齒輪嚙合；當(dāng)需要摘下一擋時(shí)，電推桿ⅰ則反向推動(dòng)齒套，使其與一擋被動(dòng)齒輪分離；電推桿ⅱ用于控制二擋和三擋的掛擋及摘擋，由于二擋和三擋的主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪都位于一軸總成和二軸總成上，因此電推桿ⅱ需要更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)來(lái)確保齒套能夠準(zhǔn)確地與二擋或三擋被動(dòng)齒輪嚙合或分離；控制機(jī)構(gòu)用于接收駕駛員的換擋信息，并根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)選擇合適的換擋控制策略。

10、另外，根據(jù)本發(fā)明上述提出電控?fù)Q擋變速箱、變速系統(tǒng)及方法還具有如下附加技術(shù)特征：

11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括叉軸和撥叉，電推桿機(jī)構(gòu)直接將動(dòng)力作用于叉軸，叉軸帶動(dòng)撥叉、齒套移動(dòng)，完成掛擋或摘擋。

12、本技術(shù)方案通過(guò)引入叉軸和撥叉，使得電推桿機(jī)構(gòu)能夠直接將動(dòng)力作用于叉軸，進(jìn)而帶動(dòng)撥叉和齒套移動(dòng)，完成掛擋或摘擋的操作。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制機(jī)構(gòu)還包括電控按鈕，控制機(jī)構(gòu)根據(jù)電控按鈕的信息，將信號(hào)傳給電推桿機(jī)構(gòu)，電推桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作。

14、本技術(shù)方案通過(guò)增加電控按鈕，使得控制機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)電控按鈕的信息，將相應(yīng)的信號(hào)傳遞給電推桿機(jī)構(gòu)，從而驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)換擋功能。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電推桿機(jī)構(gòu)的電推桿ⅰ和電推桿ⅱ，均采用dc24v電壓、500n推力，250n自鎖力、移動(dòng)速度為20mm/s的電推桿總成。

16、本技術(shù)方案通過(guò)指定電推桿ⅰ和電推桿ⅱ采用特定規(guī)格的電推桿總成，以確保電推桿機(jī)構(gòu)具有足夠的驅(qū)動(dòng)力和穩(wěn)定性，滿(mǎn)足換擋需求。

17、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述齒套包括一擋嚙合套、二三擋嚙合套；一擋嚙合套向左移動(dòng)為掛一擋，向右移動(dòng)為摘一擋；二三擋嚙合套向左移動(dòng)為掛三擋，向右移動(dòng)為摘三擋；再向右移動(dòng)為掛二擋，向左移動(dòng)為摘二擋。

18、本技術(shù)方案通過(guò)改進(jìn)齒套的運(yùn)動(dòng)方式和擋位對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得一擋嚙合套和二三擋嚙合套能夠根據(jù)不同的移動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)掛擋和摘擋操作，從而清晰地定義齒套的功能和工作原理。

19、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述叉軸包括一擋叉軸、二三擋叉軸；電推桿ⅰ的活塞端與對(duì)應(yīng)的一擋叉軸相配合，完成一擋掛擋及摘擋；電推桿ⅱ的活塞端與對(duì)應(yīng)的二三擋叉軸相配合，完成二三擋掛擋及摘擋。

20、本技術(shù)方案通過(guò)定義叉軸包括一擋叉軸和二三擋叉軸，并分別配合電推桿ⅰ和電推桿ⅱ的活塞端，實(shí)現(xiàn)一擋和二三擋的掛擋及摘擋操作，進(jìn)一步明確叉軸和電推桿機(jī)構(gòu)之間的配合關(guān)系。

21、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述電推桿ⅰ和電推桿ⅱ通過(guò)連接螺栓并排固定于變速箱側(cè)部，電推桿ⅰ和電推桿ⅱ均通過(guò)連接線(xiàn)與控制器的接口相連。

22、本技術(shù)方案通過(guò)描述電推桿ⅰ和電推桿ⅱ的固定方式和與控制器的連接方式，確保電推桿機(jī)構(gòu)能夠穩(wěn)定地安裝于變速箱上，并有效地接收控制器的指令進(jìn)行工作。

23、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電控?fù)Q擋變速系統(tǒng)。

24、一種電控?fù)Q擋變速系統(tǒng)，系統(tǒng)還包括差速器總成、左半軸、右半軸，其中：

25、差速器總成，位于電控?fù)Q擋變速箱的后方，差速器總成與電控?fù)Q擋變速箱的輸出軸相連，接收來(lái)自變速箱的動(dòng)力；差速器總成通過(guò)左半軸和右半軸與車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪相連，將動(dòng)力分配到驅(qū)動(dòng)輪上。

26、本技術(shù)方案通過(guò)電控?fù)Q擋變速箱實(shí)現(xiàn)的擋位調(diào)整，然后通過(guò)差速器總成將動(dòng)力合理地分配到左右驅(qū)動(dòng)輪上，再通過(guò)左半軸和右半軸將動(dòng)力穩(wěn)定地傳輸?shù)津?qū)動(dòng)輪上，從而確保車(chē)輛在各種路況下都能獲得最佳的動(dòng)力性能和操控性能。具體地，首先，電控?fù)Q擋變速箱通過(guò)電控方式調(diào)整擋位，從而優(yōu)化動(dòng)力輸出；速箱內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電推桿機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)協(xié)同工作；動(dòng)力從變速箱的輸出軸傳遞到差速器總成；差速器總成位于變速箱的后方，將動(dòng)力分配到左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上的重要任務(wù)；動(dòng)力通過(guò)左半軸和右半軸分別傳遞到車(chē)輛的左驅(qū)動(dòng)輪和右驅(qū)動(dòng)輪上；當(dāng)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪能夠以不同的速度旋轉(zhuǎn)，從而保持車(chē)輛的穩(wěn)定性和操控性。

27、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電控?fù)Q擋變速方法。

28、一種電控?fù)Q擋變速方法，包括如下步驟：

29、s1、空擋位置判斷與信息處理：

30、s11、駕駛員發(fā)出信息：駕駛員通過(guò)電控按鈕發(fā)出換擋或摘擋的信息；

31、s12、接收并解析信息：控制機(jī)構(gòu)接收駕駛員發(fā)出的信息，并解析信息內(nèi)容，確定是要進(jìn)行掛擋還是摘擋操作；

32、s13、判斷當(dāng)前擋位：控制機(jī)構(gòu)通過(guò)傳感器或內(nèi)部狀態(tài)判斷當(dāng)前擋位是否處于空擋位置；

33、s14、選擇操作路徑：

34、如果當(dāng)前擋位處于空擋位置，則選擇進(jìn)入步驟s2進(jìn)行掛擋或摘擋操作；

35、如果當(dāng)前擋位不處于空擋位置，則選擇進(jìn)入步驟s3進(jìn)行擋位間切換；

36、s2、空擋位置時(shí)的掛擋與摘擋過(guò)程：

37、s21、掛擋操作：

38、s211、發(fā)送掛擋信息：控制機(jī)構(gòu)將掛擋信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)的電推桿總成；

39、s212、電推桿工作：電推桿總成接收到信息后開(kāi)始工作，將動(dòng)力作用于叉軸；

40、s213、叉軸與撥叉移動(dòng)：叉軸帶動(dòng)撥叉移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)齒套與所選擋位的被動(dòng)齒輪嚙合；

41、s214、確認(rèn)掛擋成功：控制機(jī)構(gòu)通過(guò)傳感器檢測(cè)齒套與被動(dòng)齒輪的嚙合狀態(tài)，確認(rèn)掛擋是否成功；

42、s215、更新?lián)跷粻顟B(tài)：如果掛擋成功，控制機(jī)構(gòu)更新內(nèi)部擋位狀態(tài)為所選擋位；

43、s22、摘擋操作：

44、s221、發(fā)送摘擋信息：駕駛員發(fā)出摘擋信息后，控制機(jī)構(gòu)將摘擋信息發(fā)送給對(duì)應(yīng)的電推桿總成；

45、s222-s225、與步驟s212-s215類(lèi)似，但方向相反，完成摘擋操作并更新?lián)跷粻顟B(tài)為空擋；

46、s3、擋位間切換過(guò)程：

47、s31、判斷并處理當(dāng)前擋位：

48、s311、發(fā)送摘擋信息：控制機(jī)構(gòu)首先判斷當(dāng)前擋位，并將摘擋信息發(fā)送給當(dāng)前擋位對(duì)應(yīng)的電推桿總成；

49、s312-s314、與步驟s212-s214類(lèi)似，但目的是使齒套與當(dāng)前擋位的被動(dòng)齒輪脫離嚙合；

50、s315、確認(rèn)摘擋成功：控制機(jī)構(gòu)確認(rèn)齒套已完全脫離當(dāng)前擋位的被動(dòng)齒輪；

51、s32、執(zhí)行掛擋操作：

52、s321、發(fā)送掛擋信息：在摘擋操作同時(shí)，控制機(jī)構(gòu)將掛擋信息發(fā)送給目標(biāo)擋位對(duì)應(yīng)的電推桿總成；

53、s322-s325、與步驟s212-s215類(lèi)似，但目標(biāo)是使齒套與目標(biāo)擋位的被動(dòng)齒輪嚙合，并更新?lián)跷粻顟B(tài)為目標(biāo)擋位。

54、本技術(shù)方案通過(guò)駕駛員的電控按鈕輸入，系統(tǒng)能夠接收并解析換擋或摘擋的信息；接著，系統(tǒng)判斷當(dāng)前擋位是否處于空擋位置，這一步驟是確保換擋操作安全性的關(guān)鍵；根據(jù)判斷結(jié)果，系統(tǒng)選擇進(jìn)入不同的操作路徑：若當(dāng)前為空擋，則直接進(jìn)行掛擋或摘擋操作；若非空擋，則先執(zhí)行摘擋操作，再進(jìn)行掛擋操作以實(shí)現(xiàn)擋位間的切換；在空擋位置時(shí)的掛擋與摘擋過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)發(fā)送信息給對(duì)應(yīng)的電推桿總成，使其工作并帶動(dòng)叉軸與撥叉移動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)齒套與所選擋位被動(dòng)齒輪的嚙合或分離；每一步操作后，系統(tǒng)都會(huì)通過(guò)傳感器檢測(cè)并確認(rèn)操作是否成功，并據(jù)此更新內(nèi)部擋位狀態(tài)；在擋位間切換過(guò)程中，系統(tǒng)首先判斷當(dāng)前擋位，并發(fā)送摘擋信息使齒套與當(dāng)前擋位被動(dòng)齒輪脫離嚙合；同時(shí)或隨后，系統(tǒng)發(fā)送掛擋信息給目標(biāo)擋位對(duì)應(yīng)的電推桿總成，使齒套與目標(biāo)擋位被動(dòng)齒輪嚙合，并更新?lián)跷粻顟B(tài)為目標(biāo)擋位；整個(gè)過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)的信息處理、擋位判斷和操作控制，實(shí)現(xiàn)電控?fù)Q擋變速的自動(dòng)化和智能化，提高換擋的準(zhǔn)確性，同時(shí)保證駕駛的安全性。

55、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

56、（1）通過(guò)電推桿機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中不同擋位齒輪的嚙合與分離，從而大幅提高換擋的準(zhǔn)確性；通過(guò)改進(jìn)引入叉軸和撥叉，優(yōu)化換擋機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳遞路徑，使得換擋操作更加平順、穩(wěn)定；

57、（2）通過(guò)改進(jìn)控制機(jī)構(gòu)，確保換擋過(guò)程的安全性，駕駛員只需通過(guò)電控按鈕輸入換擋信息，系統(tǒng)即可自動(dòng)判斷當(dāng)前擋位并執(zhí)行相應(yīng)的換擋操作，整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)都會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并確認(rèn)操作是否成功，從而有效避免因換擋不當(dāng)而引發(fā)的安全隱患。