专利名称：带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱，属机动车变速箱控制技术领域。
背景技术：
由于机械式自动变速箱(AMT)的低能耗、低排放、低造价、方便驾驶等优点，它已受到越来越多的用户的接受和喜爱。AMT是取代驾驶员来自动决定换挡时间和自动执行换挡。 通常的AMT系统都有选挡和换挡两个机构。这两个机构通常由电动机、液压、或气动装置等组成动力执行机构。这些机构都比较复杂和昂贵。由电动机实现换挡的机构还存在执行时间较长的问题、电动机磨损问题。由液压、气动实现换挡的机构还存在漏气、漏油等问题而使AMT系统不可靠。公开号CN201187574公开了一种机械式自动变速箱换挡执行机构，该机构由驱动装置，减速机构，运动转换机构，间歇运动机构，定位机构组成驱动装置中的换挡电机驱动减速机构的换挡电机输出齿轮并传递给齿扇，通过定位销、定位块、选换挡轴到达换挡摆臂，最后换挡摆臂带动换挡导块；驱动装置中的选挡电机输出扭矩，驱动减速机构带动选挡电机输出摆臂摆动；由选换挡轴作为中间部件，选挡电机输出摆臂带动换挡摆杆运动，实现选挡动作。但这种方式结构复杂，可靠性不足。
发明内容
本发明的目的在于简化选、换挡机构，提高反应速度，减小体积，降低造价，提高可靠性。本发明的技术方案是，采用永久磁铁和电磁铁作为驱动动力源来取代传动的电动机、液压阀、气压阀等来实现换挡。本发明带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱由机械式自动变速箱和电磁控制的选换挡机构组成，所述电磁控制的选换挡机构由带内导轨和线圈的滑动拨头集成体、导轨轴、拨动变速箱拨叉的拨头、弹簧和限位体组成，在导轨轴上均勻安放了三个带内导轨和线圈的滑动拨头集成体，两端带内导轨和线圈的滑动拨头集成体固定在轴上并在靠中间一侧设置限位块，中间带内导轨和线圈的滑动拨头集成体为可滑动拨头集成体，它与两边限位块之间在轴向方向上安放了弹簧，弹簧将带内导轨和线圈的滑动拨头集成体顶开，保持弹簧处于起始工作状态，中间的带内导轨和线圈的滑动拨头集成体处于导轨轴的中间位置。由带内导轨和线圈的滑动拨头集成体包括内导轨，铁芯、线圈，线圈缠绕在铁芯上，铁芯固定在内导轨外面，使内导轨、铁芯、线圈构成一个集成体，克服弹簧力后可以在导轨轴上滑动，将拨动变速箱拨叉的拨头固定在中间那个带内导轨和线圈的滑动拨头集成体上。当三个由带内导轨和线圈的滑动拨头集成体的线圈无电流时，处于中间位置的滑动拨头集成体110处于自由状态，但受两侧相等弹簧力的弹簧150的挤压而处于中心位
置，这是稳定状态I。当中间的线圈120在通上直流电的情况下产生一定方向的磁场，如果
左边的线圈也通上电流产生相反方向的磁场，那么滑动拨头集成体110将在电磁力的作用
下克服左侧的弹簧力而挤向左侧而到达左侧的限位体，这是稳定状态II。当右侧线圈120
在通上反向的直流电的情况下，滑动拨头集成体110将在电磁力的作用下克服右侧的弹簧
力而挤向另一侧到达右侧的限位体，这是稳定状态111。这样通过对线圈电流及其方向的控
制，可驱动滑动拨头集成体到达需要的位置。如将这个装置用来选择变速箱内的3个不同的拨叉就取代了通常的液压、气压、电动选挡装置。选挡所需的力量只是用来移动滑动拨头集成体的位置，所以所需驱动力较小，因此线圈也可做得较小。导轨槽是用来防止滑动拨头集成体旋转的。如将这个装置用来改变变速箱内的拨叉位置就取代了通常的液压、气压、电动换挡装置。比如在失电状态下，拨头处在中间位置，即空挡位置，而分别在两边的任意一边就意味着挂上了挡。本发明中，导轨轴可以用花键轴代替，相应内导轨可以用内花键代替。为了简化设计，拨头集成体110上可不装线圈，而用永久磁铁代替。为了更进一步简化机械机构和AMT控制器20内的控制电路，也可在两端使用永久磁铁而拨头集成体110上安装电磁铁，这样AMT控制器20只需要控制一个线圈的开关和电流方向。本发明带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱的控制方法如下，
(1)选择电磁控制的选换挡机构，两端带内导轨和线圈的滑动拨头集成体固定，中间带内导轨和线圈的滑动拨头集成体为可滑动拨头集成体；
(2)在所有3个线圈120无电的情况下，可滑动拨头集成体110处于自由状态但受两侧
相等弹簧力的弹簧150的挤压而处于中心位置，这是稳定状态i
(3)当中间的线圈120在通上直流电的情况下产生一定方向的磁场，如果左边的线圈也通上电流产生相反方向的磁场，那么滑动拨头集成体110将在电磁力的作用下克服左侧
的弹簧力而挤向左侧而到达左侧的限位体，这是稳定状态[I ；
(4)当右侧线圈120在通上反向的直流电的情况下，滑动拨头集成体110将在电磁力的
作用下克服右侧的弹簧力而挤向另一侧到达右侧的限位体，这是稳定状态〖II ；
(4)通过对线圈电流及其方向的控制，可驱动滑动拨头集成体到达需要的位置；(5)将所述装置用来选择变速箱内的3个不同的拨叉就取代了通常的液压、气压、电动选挡装置， 实现电磁控制选换挡。本发明与现有技术比较的有益效果是，采用本发明带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱后，简化了选、换挡机构，提高了控制反应速度，减小了选换挡机构的体积， 降低了造价，提高装置的可靠性。
本发明适用于机动车机械式自动变速箱控制。
图1是AMT系统方框图中10是AMT变速箱，它是在传统手动变速箱的基础上加上了自动选、换挡的执行机构；20是AMT控制器，它根据驾驶员意图、车子运行状态和和路面状况控综合考虑决定何时换挡、如何换挡的电脑；
图2是用选挡电磁铁的剖视示意图中110是带内导轨和线圈的滑动拨头集成体；120是线圈；130是导轨轴；140是真正拨动变速箱拨叉的拨头；150是弹簧；160是限位体； 图3是选、换挡机构示意图。
具体实施例方式在运行中，图1中所示的AMT控制器20根据驾驶员意图、车子运行状态和和路面状况控综合考虑决定何时换挡、如何换挡。如驾驶员小踩油门需要加速，但发动机速度已经很高，AMT控制器根据最佳油耗进行计算认为应该升一个挡，就指令进行选择高一挡，并进行换挡。通常手动变速箱内的选挡、和换挡通常是通过一个能够在X、Y两个方向运动的机构来选择的，如图3所示的6挡机构(5个前进挡一个倒挡)。中间能在X、Y两个方向移动的310是拨头。当拨头在水平的中间位置时，3个拨叉处于中间状态，没有一个挡位啮合上， 所以是空挡。当拨头310移动到最左边压迫拨叉到左上角320或左下角330时，都意味挂上挡了。在AMT中，大多用2个自动执行机构来实现的，先由一个执行机构选好挡位，即移动拨头310左右移动，再由另一个机构执行换挡，即上下移动。拨头的移动通常用电动机、 气动、液压作动力来实现，本发明用一套电磁铁机构来实现选挡，也可另加一套电磁铁机构来实现换挡。如图2所示，在所有3个线圈120无电的情况下，滑动拨头集成体110处于自由状
态但受两侧相等弹簧力的弹簧150的挤压而处于中心位置，这是稳定状态I。当中间的线圈
120在通上直流电的情况下产生一定方向的磁场，如果左边的线圈也通上电流产生相反方向的磁场，那么滑动拨头集成体110将在电磁力的作用下克服左侧的弹簧力而挤向左侧而
到达左侧的限位体，这是稳定状态II。当右侧线圈120在通上反向的直流电的情况下，滑动
拨头集成体110将在电磁力的作用下克服右侧的弹簧力而挤向另一侧到达右侧的限位体，
这是稳定状态111。这样通过对线圈电流及其方向的控制，可驱动滑动拨头集成体到达需要
的位置。如将这个装置用来选择变速箱内的3个不同的拨叉就取代了通常的液压、气压、电动选挡装置。选挡所需的力量只是用来移动滑动拨头集成体的位置，所以所需驱动力较小， 因此线圈也可做得较小。导轨槽是用来防止滑动拨头集成体旋转的。如将这个装置用来改变变速箱内的拨叉位置就取代了通常的液压、气压、电动换挡装置。比如在失电状态下，拨头处在中间位置，即空挡位置，而分别在两边的任意一边就意味着挂上了挡。如行程较短， 阻力很小，拨头可不要用电磁铁而只是用导磁体即可而简化了系统。由于挂挡力比选挡力大很多，所以需要的电磁功率也相应大。由于挂挡行程较长，所以线圈的设计和磁间隙的大小要选择恰当以达到足够的电磁力。当行程太长时，应让电磁机构通过杠杆放大行程以保证磁间隙的不至于太大。 在线圈设计过程中，根据电磁力和实际拨头弹簧力调整有关参数，使拨头集成体和线圈设计达到合理结构。
权利要求
1.一种带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱，由机械式自动变速箱和电磁控制的选换挡机构组成，其特征在于，所述电磁控制的选换挡机构由带内导轨和线圈的滑动拨头集成体、导轨轴、拨动变速箱拨叉的拨头、弹簧和限位体组成，在导轨轴上均勻安放了三个带内导轨和线圈的滑动拨头集成体，两端带内导轨和线圈的滑动拨头集成体固定在轴上，并分别在靠中间一侧设置限位块，中间带内导轨和线圈的滑动拨头集成体为可滑动拨头集成体，它与两边限位块之间在轴向方向上安放了弹簧；由带内导轨和线圈的滑动拨头集成体包括内导轨，铁芯、线圈，线圈缠绕在铁芯上，铁芯固定在内导轨上，使或内导轨、铁芯、线圈构成一个集成体；中间的带内导轨和线圈的滑动拨头集成体处于导轨轴的中间位置，可以在克服弹簧力而在导轨轴上滑动。
2.根据权利要求1所述的一种带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱，其特征在于，所述导轨轴也可以用花键轴代替，相应内导轨也可以用内花键代替。
3.根据权利要求1所述的一种带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱，其特征在于，所述铁芯和线圈可用永久磁铁代替。
4.根据权利要求1所述的一种带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱，其特征在于，所述电磁控制的选换挡机构可采取两端使用永久磁铁，而中间的拨头集成体上安装电磁铁，这样只需要控制一个线圈的开关和电流方向。
5.一种带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱的控制方法，其特征是，所述控制方法如下(1)选择电磁控制的选换挡机构，两端带内导轨和线圈的滑动拨头集成体固定，中间带内导轨和线圈的滑动拨头集成体为可滑动拨头集成体；(2)在所有3个线圈(120)无电的情况下，可滑动拨头集成体(110)处于自由状态但受两侧相等弹簧力的弹簧(150)的挤压而处于中心位置，控制机构处于稳定状态 I ；(3)当中间的线圈(120)在通上直流电的情况下产生一定方向的磁场，如果左边的线圈也通上电流产生相反方向的磁场，那么滑动拨头集成体(110)将在电磁力的作用下克服左侧的弹簧力而挤向左侧而到达左侧的限位体，控制机构处于稳定状态II ；(4)当右侧线圈(120)在通上反向的直流电的情况下，滑动拨头集成体(110)将在电磁力的作用下克服右侧的弹簧力而挤向另一侧到达右侧的限位体，控制机构处于稳定状态III (4)通过对线圈电流及其方向的控制，可驱动滑动拨头集成体到达需要的位置；(5)将所述装置用来选择变速箱内的3个不同的拨叉就取代了通常的液压、气压、电动选挡装置， 可实现电磁控制选换挡。
全文摘要
一种带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱，由机械式自动变速箱和电磁控制的选换挡机构组成，所述电磁控制的选换挡机构由带内导轨和线圈(120)的滑动拨头集成体、导轨轴(130)、拨动变速箱拨叉的拨头(140)、弹簧(150)和限位体(160)组成；中间的带内导轨和线圈的滑动拨头集成体(110)处于导轨轴的中间位置，可以在克服弹簧力而在导轨轴上滑动。如将这个装置用来改变变速箱内的拨叉位置就取代了通常的液压、气压、电动换挡装置。采用本发明带电磁控制的选换挡机构的机械式自动变速箱后，简化了选、换挡机构，提高了控制反应速度，提高装置的可靠性。本发明适用于机动车机械式自动变速箱控制。
文档编号F16H61/28GK102313001SQ20111025254
公开日2012年1月11日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者刘平 申请人:广东戈兰玛汽车系统有限公司