专利名称：电控气动机械式自动变速器选换档机构总成的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及重型车辆的机械式自动变速器的选换档机构，具体地说是一种电控气动机械式自动变速器的选换档机构总成。
背景技术：
目前，在我国大部分车辆上均采用的有级机械固定轴式变速箱，结构简单、效率高、工作可靠，尽管是有级式变速，但目前仍具有很强的竞争力。机械式自动变速器(Automated MechanicalTransmission)简称(AMT)是在有级式机械固定轴式传动系统(MT)基础上增加自动变速操纵系统，由电子控制选换档机构，来代替人力完成选档、换档，从而实现手动变速器的自动变速操纵。
AMT按照驱动动力的来源不同，可分为电控液动、电控电动、电控气动三种。电控液动AMT具有运动平稳、冲击小、且结构紧凑等优点，但是其结构复杂，制造工艺要求高，重要的液压元件如液压阀和蓄能器等，国内的制造水平还达不到要求，一般都靠进口，因此成本很高，一般用于高档商用车。电控电动AMT具有结构紧凑，易于控制等优点，但是由于使用高精度的直流电机，成本也比较高。电控气动AMT是一种低成本的解决方案，可使用重型车辆上现成的气源，其体积和运动冲击都在可接受的范围。
目前电控气动AMT一般都是在原有换档操纵系统的基础上直接接入选换档气缸和位移传感器，使得变速箱增加不少附件，结构繁杂，不利于车辆底盘的布置。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种电控气动机械式自动变速器的选换档机构总成，使选换档气缸及传感器集成在变速箱顶盖中，以改变目前电控气动AMT系统附件多，结构繁杂的缺点。
本实用新型通过以下手段实现电控机械式自动变速器选换档机构总成由底座、上盖、三位选档气缸、选位轴、三位换档气缸、换档轴、换档杆及位移传感器组成。选档气缸、选位轴、换档气缸、换档轴、换档杆及位移传感器均集成于顶盖底座中，三位纵向换档气缸和换档轴布置在底座的上部，三位横向选档气缸和选位轴布置在底座的下部，并呈垂直交叉结构，在选位轴和换档轴中间均有四方形的槽，换档杆穿过选位轴及换档轴中间的四方形槽，伸入到换档拨块的凹槽中，选位轴和换档轴后端均通过拨叉与位移传感器相连。所述选、换档三位气缸，通过三个由ECU电子控制单元控制的两位三通电磁阀分别连通控制它的三个气室的充气和排气。所述选位轴和换档轴后端与拨叉匹配，并分别通过一个拨叉和一个位移传感器相连。三位选、换档气缸有三个气室，每个气室均有一个由电子控制单元，以下简称(ECU)控制的两位三通电磁阀来控制进、排气，可实现左、中、右三种位置的转换。三位选档气缸和选位轴布置在底座下部，选档气缸推拉选位轴作横向运动，选位轴带动换档杆进行选档，可实现三个位置的选档。三位换档气缸和换档轴布置在底座上部，换档气缸推拉换档轴作纵向运动，换档轴带动换档杆实现换档。选位轴和换档轴中间均有一个四方形的槽，换档杆在选位轴的槽中可纵向自由运动，但在横向只能和选位轴一起运动，在换档轴的槽中可横向自由运动，但在纵向只能和换档轴一起运动，因为选位轴和换档轴分别布置在底座的下部和上部，所以它们的运动不互相影响，因此避免了选档动作和换档动作的运动干涉。选位轴和换档轴的后端分别通过一个拨叉与一个角位移传感器相连，选位轴和换档轴的直线位移经拨叉转换成角位移，拨叉又与角位移传感器相连，ECU根据角位移传感器的输出可判断出选位轴和换档轴的位置。
本实用新型与现有的AMT机构总成相比，其优越性在于1)选档机构、换档机构及位移传感器均集成于变速箱顶盖中，集成度高，结构简洁，特别适合于将机械式手动变速箱改造成自动变速箱，只需换掉变速箱顶盖即可；2)将选档机构和换档机构分别布置于顶盖底座的上部和下部，解决了选档动作和换档动作的运动干涉问题；3)使用电磁阀控制的三位气缸，及使用位移传感器反馈选位轴和换档轴的位置信号，使电控气动自动换档成为可能。
图1为选换档机构总成图。
图2为换档机构剖视图。
图3为选档机构剖视图。
下面通过上述附图对本实用新型作详细说明1、三位选档气缸，2-选位轴，3-顶盖底座，4-位移传感器，5-拨叉，6-换档杆，7-换档轴，8-三位换档气缸，9-上盖，10-A气室，11-B气室，12-C气室。
具体实施方式
由图1可看出，顶盖底座上集成了三位纵向选档气缸1、选位轴2、三位横向换档气缸8、换档轴7、换档杆6及两个位移传感器4，选档机构1、2和换档机构7、8呈垂直交叉布置。由图2和图3可看出，换档气缸和换档轴布置在底座的上部，选档气缸和选位轴布置在底座的下部，选位轴和换档轴中间均有四方形的槽，换档杆穿过选位轴及换档轴中间的四方形槽，伸入到换档拨块的凹槽中，避免了选档动作和换档动作的运动干涉。
首先阐明三位选换档气缸的工作原理。如图2所示，三位换档气缸8共有四个气室，其中未标示的气室总与大气相通，10、11、12三个气室的进气口均有一个由ECU控制的两位三通电磁阀控制，当电磁阀打开时气室与气源接通，气室充气，当电磁阀关闭时气室与大气相通，气室可自由进气或排气。左侧活塞与换档轴连在一起，右侧活塞与中位限位杆连在一起。当10气室的电磁阀打开，11、12气室的电磁阀关闭时，10气室充气，11、12气室排气，左侧活塞拉着换档轴7往右运动，实现右位；11气室的电磁阀打开，10、12气室的电磁阀关闭，11气室充气，10气室排气，左侧活塞推着换档轴7往左运动，实现左位；12气室的电磁阀打开，11气室的电磁阀关闭，使得12气室充气，11气室可自由进气或排气，右侧活塞杆向左运动，然后10气室的电磁阀打开，使10气室充气，左侧活塞杆向右运动，由于右侧活塞杆的限位作用，使得左侧活塞杆只能运动到中位，实现中位。三位选档气缸的工作原理与三位换档气缸相同。
换档时选换档机构按如下顺序运行需要换档时，ECU发出指令，控制换档气缸8的三个电磁阀的打开和关闭，使得活塞运动至中位，活塞带动换档轴7运动，换档轴7带动换档杆6换至空档。然后，ECU控制选档气缸1的三个电磁阀的打开和关闭，使得活塞作运动，活塞带动选位轴2运动，选位轴2带动换档杆6作横向运动，进行选档。而后，ECU控制换档气缸8的三个电磁阀的打开和关闭，使得活塞运动，活塞带动换档轴7运动，换档轴7带动换档杆6作纵向运动，进行换档。选位轴2和换档轴7后端都通过拨叉5和位移传感器4相连，可向ECU反馈选位轴和换档轴的位置信号。
权利要求1.电控气动机械式自动变速器的选换档机构总成，包括顶盖底座、上盖、三位选档气缸、选位轴、三位换档气缸、换档轴、换档杆及位移传感器，其特征在于选档气缸、选位轴、换档气缸、换档轴、换档杆及位移传感器均集成于顶盖底座中，三位纵向换档气缸和换档轴布置在底座的上部，三位横向选档气缸和选位轴布置在底座的下部，并呈垂直交叉结构，在选位轴和换档轴中间均有四方形的槽，换档杆穿过选位轴及换档轴中间的四方形槽，伸入到换档拨块的凹槽中，选位轴和换档轴后端均通过拨叉与位移传感器相连。
2.如权利要求1所述的电控气动机械式自动变速器的选换档机构总成，其特征在于使用三位选、换档气缸，通过三个由ECU电子控制单元控制的两位三通电磁阀分别控制它的三个气室的充气和排气。
3.如权利要求1所述的电控气动机械式自动变速器的选换档机构总成，其特征在于选位轴和换档轴后端与拨叉匹配，并分别通过拨叉轴与角位移传感器相连。
专利摘要电控气动机械式自动变速器选换档机构总成，本实用新型涉及重型车辆的机械式自动变速器的选换档机构，该选换档机构总成将选档气缸、选位轴、换档气缸、换档轴、换档杆及位移传感器均集成于顶盖底座中，三位横向换档气缸和换档轴布置在底座的上部，三位纵向选档气缸和选位轴布置在底座的下部，呈垂直交叉结构选位轴和换档轴中间均有四方形的槽，换档杆穿过选位轴及换档轴中间的四方形槽，伸入到换档拨块的凹槽中，选位轴和换档轴后端均通过拨叉与位移传感器相连，本实用新型改变了目前电控气动AMT系统附件多，结构繁杂的缺点。
文档编号F16H61/00GK2918899SQ200620097228
公开日2007年7月4日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者钟军斌 申请人:东风汽车有限公司