一种自动变速器选换挡执行机构的制作方法

本实用新型属于自动变速器技术领域，尤其涉及一种自动变速器选换挡执行机构。

背景技术：

随着城市化与汽车工业进程的加快，环境污染和能源匮乏日益突出，新能源汽车成为未来的发展方向，作为新能源汽车之一的混合动力汽车更因其显著的特点吸引着人们的目光，其具备的纯电动起步和能量回收制动功能降低了车辆的污染物排放，提高了燃油效率。基于混合动力商用车双驱动动力系统耦合变速方案，整车控制和换档控制策略的实现及整车集成匹配和试验调试工作，将成为整车节油率的决定性因素。而整车控制策略和换挡控制策略需要自动变速器去实现。

目前，混合动力商用车市场应用较多的自动变速器选换挡执行机构采用直流有刷马达、齿轮减速机构、选换挡位置传感器的方式，其具有如下缺陷：

(1)选换挡执行机构使用永磁直流有刷马达进行机械换向，需要定期更换电刷维护，可靠性差，且换挡故障工况下选换挡力过大引起的马达堵转很容易造成马达烧坏，降低自动变速器的工作寿命；

(2)齿轮减速器的机械结构复杂，等效转动惯量大，响应较慢，且要求高精度齿轮副传动来保证控制的准确性，增加了加工制作难度和成本；

(3)直流有刷马达输出扭矩较小，无法直接驱动负载，需要增加齿轮减速器实现了减速增扭满足换挡力；

(4)选换挡执行机构需要额外加上位置传感器和位置检测机械结构，以判断直线位移是否达到目标位置，增加了成本、且减速器内的齿轮加工误差也造成位置定位精度不高，同时，采集到的位置信号极容易受到伺服电机和动力电机的电磁干扰，给位置传感器/接插件/线束的选型、匹配、信号处理等方面造成极大困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动变速器选换挡执行机构，旨在解决现 有技术中的选换挡执行机构存在可靠性差、加工制作难度大、成本高以及需要增加减速器和位置检测机械结构来进行位置定位的问题。

本实用新型是这样实现的，一种自动变速器选换挡执行机构，包括换挡轴、安装在所述换挡轴上的选档拨叉和第一换挡从动齿扇，所述自动变速器选换挡执行机构还包括与所述第一换挡从动齿扇相啮合的第二换挡从动齿扇，所述自动变速器选换挡执行机构还包括换挡用无刷直流力矩电机和选挡用无刷直流力矩电机，其中，所述换挡用无刷直流力矩电机与所述第二换挡从动齿扇固定连接，所述选挡用无刷直流力矩电机与所述选档拨叉固定连接。

作为一种改进的方案，所述选挡用无刷直流力矩电机内设有选挡用转速传感器和选挡用位置传感器，所述选挡用转速传感器的转速信号线和所述选挡用位置传感器的位置信号线分别与自动变速器控制单元电连接。

作为一种改进的方案，所述换挡用无刷直流力矩电机内设有换挡用转速传感器和换挡用位置传感器，所述换挡用转速传感器的转速信号线和所述换挡用位置传感器的位置信号线分别与自动变速器控制单元电连接。

作为一种改进的方案，所述第一换挡从动齿扇套装在所述换挡轴上。

作为一种改进的方案，所述第一换挡从动齿扇通过第一紧固螺栓固定在所述换挡轴上。

作为一种改进的方案，所述选档拨叉通过第二紧固螺栓固定在所述换挡轴上。

作为一种改进的方案，所述选挡用无刷直流力矩电机和换挡用无刷直流力矩电机通过电机三相驱动线与自动变速器控制单元连接。

由于自动变速器选换挡执行机构包括换挡轴、安装在换挡轴上的选档拨叉和第一换挡从动齿扇，自动变速器选换挡执行机构还包括与第一换挡从动齿扇相啮合的第二换挡从动齿扇，自动变速器选换挡执行机构还包括换挡用无刷直流力矩电机和选挡用无刷直流力矩电机，其中，换挡用无刷直流力矩电机与第二换挡从动齿扇固定连接，选挡用无刷直流力矩电机与选档拨叉固定连接，从而实现自动变速器的选换挡操作，可靠性高、过载系数大，可直接驱动负载，降低了整个执行机构的机械设计难度，而且控制精确。

附图说明

图1是本实用新型提供的自动变速器选换挡执行机构的结构示意图；

图2是本实用新型提供自动变速器选换挡执行机构的电气原理图；

其中，1-换挡用无刷直流力矩电机，2-换挡轴，3-换挡用位置传感器的位置信号线，4-选档拨叉，5-第一换挡从动齿扇，6-换挡用转速传感器的转速信号线，7-选挡用无刷直流力矩电机，8-选挡用位置传感器的位置信号线，9-第二换挡从动齿扇，10-选挡用转速传感器的转速信号线，11-自动变速器控制单元，12-电机三相驱动线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型提供的自动变速器选换挡执行机构的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部分。

自动变速器选换挡执行机构包括换挡轴2、安装在换挡轴2上的选档拨叉4和第一换挡从动齿扇5，自动变速器选换挡执行机构还包括与第一换挡从动齿扇5相啮合的第二换挡从动齿扇9；

自动变速器选换挡执行机构还包括换挡用无刷直流力矩电机1和选挡用无刷直流力矩电机7，其中，换挡用无刷直流力矩电机1与第二换挡从动齿扇9固定连接，选挡用无刷直流力矩电机7与选档拨叉4固定连接。

其中，接合图2所示，选挡用无刷直流力矩电机7内设有选挡用转速传感器和选挡用位置传感器(图中未标记)，选挡用转速传感器的转速信号线10和选挡用位置传感器的位置信号线8分别与自动变速器控制单元11电连接；

接合图2所示，换挡用无刷直流力矩电机1内设有换挡用转速传感器和换挡用位置传感器，换挡用转速传感器的转速信号线6和换挡用位置传感器的位置信号线3分别与自动变速器控制单元11电连接。

在图2中，选挡用无刷直流力矩电机7和换挡用无刷直流力矩电机1通过电机三相驱动线12与自动变速器控制单元11连接。

在本实用新型中，第一换挡从动齿扇5、选档拨叉4与换挡轴2连接方式可以与现有的自动变速器内的连接相同，即：

第一换挡从动齿扇5套装在换挡轴2上，该第一换挡从动齿扇5可以通过第一紧固螺栓固定在换挡轴2上，从而通过换挡轴2与第一换挡从动齿扇5的旋转，实现换挡动作；

选档拨叉4可以通过第二紧固螺栓固定在换挡轴2上，通过选档拨叉4的动作实现选档的动作。

结合图1和图2所示，选档换挡的工作原理为如下所示：

选挡用无刷直流力矩电机7通过电机三相驱动线12接收自动变速器控制单元11的控制指令，上电工作，带动选档拨叉4成角度运转，即选档拨叉4旋转动作带动换挡轴2动作，从而实现选档动作；

换挡用无刷直流力矩电机1通过电机三相驱动线12接收自动变速器控制单元11的控制指令，上电工作，该换挡用无刷直流力矩电机1的输出轴带动第二换挡从动齿扇9旋转，通过齿轮啮合传动，推动第一换挡从动齿扇5旋转，与第一换挡从动齿扇5固定连接的换挡轴2也随着旋转，实现换挡动作。

在本实用新型中，自动变速器选换挡执行机构包括换挡轴2、安装在换挡轴2上的选档拨叉4和第一换挡从动齿扇5，自动变速器选换挡执行机构还包括与第一换挡从动齿扇5相啮合的第二换挡从动齿扇9，自动变速器选换挡执行机构还包括换挡用无刷直流力矩电机1和选挡用无刷直流力矩电机7，其中，换挡用无刷直流力矩电机1与第二换挡从动齿扇9固定连接，选挡用无刷直流力矩电机7与选档拨叉4固定连接，从而实现自动变速器的选换挡操作，其具有如下技术效果:

(1)自动变速器选换挡执行机构的选档电机和换挡电机均采用无刷直流力矩电机，较于直流有刷电机，在保留用车载24V蓄电池直流供电的基础上，把机械换向方式改为通过自动变速器控制单元11内部的电机驱动器进行电子换向，免除了有刷直流电机的定期维护，大大提高了电机的可靠性，从而增加自动变速器的可靠性，增加使用寿命；

(2)自动变速器选换挡执行机构的选档电机和换挡电机采用无刷直流力矩电机，其调速范围宽，过载系数高，允许连续工作在堵转状态和低速状态，输出扭矩大，所以无需减速机构就可以直接驱动负载，省略了减速机构，机械结构简单，等效转动惯量小，响应迅速；

(3)自动变速器选换挡执行机构选档电机和换挡电机采用的无刷直流电机，由于自带转速传感器和位置传感器，通过电机内部的转速传感器和转子位置传感器实时采集转动的转速和位置信号，直接反馈给自动变速器控制单元11，做实时调速和角位移计算的闭环控制，系统伺服特性较好，保证了选换挡控制的精确性；

(4)自动变速器选换挡执行机构中不需要额外添加位置传感器，也就不用考虑电机的电磁干扰问题，大大降低了位置传感器选型的难度

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。