专利名称：手自一体变速器的换挡机构及手自一体变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车的变速器技术，特别涉及一种手自一体变速器(AMT)的换挡机构以及应用该换挡机构的一种手自一体变速器。
背景技术：
手自一体变速器主要是利用变速器控制器(TCU)替代人的手动操作而自动换挡。其中，换挡过程包括摘挡操作和挂挡操作、还有可能进一步包括选挡操作；通过换挡轴的转动而使换挡指拨动任一选挡位的换挡臂向该选挡位的任一挡位移动，即可利用对应的换挡臂的移动而实现该选挡位的同步器与该选挡位的任一挡位齿轮挂挡接触以及摘挡分离，从而实现任意挡位的摘挡操作和挂挡操作；通过换挡轴带动换挡指移动至任一个选挡位，即可实现在不同选挡位之间的选挡操作。在传统的手自一体变速器中(以五个前进挡和一个倒挡为例)，一挡和二挡位于同一个选挡位、且一挡齿轮和二挡齿轮共用该选挡位的一个同步器，三挡和四挡位于同一个选挡位、且三挡齿轮和四挡齿轮共用该选挡位的一个同步器，五挡和倒挡位于同一个选挡位、且五挡齿轮和倒挡齿轮共用该选挡位的一个同步器；一个换挡轴可以带动换挡指在上述的三个选挡位之间移动。然而，基于上述的结构设置，传统的手自一体变速器会存在换挡持续时间长的问题1、对于在相同选挡位共用一个同步器的一挡和二挡之间、三挡和四挡之间的换挡，只需要同一个选挡位的同步器先后实现摘挡分离和挂挡接触、而无需换挡指在不同挡位之间的移动，但是，由于同步器与一个挡位的齿轮摘挡脱离后，还需要等待经过空挡位置所需的延迟时间、即同步器无效时间过后，才能够与另一个挡位的齿轮挂挡接触，从而导致一挡和二挡之间、三挡和四挡之间的换挡持续时间较长；2、对于在不同选挡位使用不同的同步器的二挡和三挡之间、四挡和五挡之间的换挡，则需要等待换挡轴带动换挡指在相应选挡位之间移动的选挡操作时间，从而也会导致二挡和三挡之间、四挡和五挡之间的换挡持续时间较长。如上可见，在传统的手自一体变速器中，每两个相邻(此处所述的挡位的“相邻”不是指位置相邻、而是指挡位顺序相邻)挡位之间换挡时，由于换挡过程中存在同步器无效时间、甚至还同时存在选挡操作时间，因而导致换挡持续时间长，尤其是在一挡至四挡的低速挡位之间换挡时，换挡持续时间长会导致停顿感出现。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种手自一体变速器的换挡机构以及应用该换挡机构的一种手自一体变速器。本实用新型提供的一种手自一体变速器的换挡机构，包括第一电机；[0011]可在第一电机的驱动下转动的第一换挡轴；可随第一换挡轴的转动而摆动的第一换挡指；可随第一换挡指的摆动而在第一选挡位移动的第一换挡臂；第一选挡位设置有一挡齿轮和三挡齿轮以及第一同步器，第一换挡臂的移动可使第一同步器与一挡齿轮和三挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；第二电机；可在第二电机的驱动下转动的第二换挡轴；可随第二换挡轴的转动而摆动的第二换挡指；可随第二换挡指的摆动而在第二选挡位移动的第二换挡臂；第二选挡位设置有二挡齿轮和四挡齿轮以及第二同步器，第二换挡臂的移动可使第二同步器与二挡齿轮和四挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；以及，可控制第一电机和第二电机分别针对挂挡接触和摘挡脱离而对应地驱动第一换挡轴和第二换挡轴的变速器控制器。优选地，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和六挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和六挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁；可随第二换挡指的摆动而在第四选挡位移动的第四换挡臂；第四选挡位设置有倒挡齿轮以及第四同步器，第四换挡臂的移动可使第四同步器与倒挡齿轮挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第二换挡轴带动第二换挡指在第二选挡位与第四选挡位之间移动的第二磁铁。优选地，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和倒挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和倒挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁；可随第二换挡指的摆动而在第四选挡位移动的第四换挡臂；第四选挡位设置有六挡齿轮以及第四同步器，第四换挡臂的移动可使第四同步器与六挡齿轮挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第二换挡轴带动第二换挡指在第二选挡位与第四选挡位之间移动的第二磁铁。优选地，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和倒挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和倒挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；[0038]可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁。优选地，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和七挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和七挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁；可随第二换挡指的摆动而在第四选挡位移动的第四换挡臂；第四选挡位设置有六挡齿轮和倒挡齿轮以及第四同步器，第四换挡臂的移动可使第四同步器与六挡齿轮和倒挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第二换挡轴带动第二换挡指在第二选挡位与第四选挡位之间移动的第二磁铁。本实用新型提供的一种手自一体变速器，包括如上所述的换挡机构。如上可见，本实用新型将一挡至四挡中的每两个相邻挡位分别设置在不同的选挡位、并使用不同的同步器；并且，一挡至四挡中每两个相邻挡位分别所在的选挡位的换挡臂受控于不同的选挡轴及选挡指。因此，当在一挡至四挡中任意两个相邻挡位之间换挡时，不同的选挡轴和选挡指同时动作、以对应地驱动相应的换挡臂来分别实现不同的同步器的摘挡脱离和挂挡接触同时动作，从而就能够以此来尽可能消除换挡过程中存在的同步器无效时间，以及，通过控制不同的选挡轴和选挡指的预先移动还能够消除在换挡过程中的选挡操作时间。从而，本实用新型能够降低一挡至四挡之间的换挡持续时间、消除停顿感。进一步地，本实用新型对于倒挡以及五挡以上的高速挡位，仍可以结合实际情况而可选地采用与一挡至四挡相同的方式予以设置。
图Ia至图Ib为本实用新型实施例一中换挡机构的示意图；图加至图2c为本实用新型实施例二中换挡机构的示意图；图3a至图北为本实用新型实施例三中换挡机构的示意图；图如至图如为本实用新型实施例四中换挡机构的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。实施例一图Ia至图Ib为本实用新型实施例一中换挡机构的示意图。如图Ia至图Ib所示，本实施例是以一挡至六挡(在图Ia至图Ib中分别以对应的数字1 6表示)共六个前进挡以及一个倒挡(在图Ia至图Ib中以字母R表示)为例。请参见图Ia至图lb，在本实施例中用于手自一体变速器的换挡机构中一挡齿轮和三挡齿轮设置在同一个选挡位、并共用该选挡位的同一个同步器(该同步器未在图Ia至图Ib中示出)；[0057]二挡齿轮和四挡齿轮设置在同一个选挡位、并共用该选挡位的同一个同步器(该同步器未在图Ia至图Ib中示出)；五挡齿轮和六挡齿轮设置在同一个选挡位、并共用该选挡位的同一个同步器(该同步器未在图Ia至图Ib中示出)；倒挡齿轮单独设置在一个选挡位、并使用该选挡位的同步器(该同步器未在图Ia至图Ib中示出)；换挡臂al，对应于一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位，其可通过在一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位的移动，实现该选挡位的同步器与一挡齿轮和三挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；换挡臂a2，对应于二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位，其可通过在二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位的移动，实现该选挡位的同步器与二挡齿轮和四挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；换挡臂a3，对应于五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位，其可通过在五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位的移动，实现该选挡位的同步器与五挡齿轮和六挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；换挡臂a4，对应于倒挡齿轮所在选挡位，其可通过在倒挡齿轮所在选挡位的移动，实现该选挡位的同步器与倒挡齿轮挂挡接触以及摘挡分离；实际应用中，单独占用一个选挡位的倒挡齿轮也可以无需同步器、而是可以直接移动倒挡齿轮与其余的倒挡主动齿轮、倒挡从动齿轮同时挂挡接触以及摘挡分离；换挡指bl，其可在位于一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位时，拨动换挡臂al在一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位的移动；在位于五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位时，拨动换挡臂a3在五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位的移动；换挡轴Cl，其可通过轴向移动而带动换挡指bl在一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位以及五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位之间移动，并通过转动而使换挡指bl拨动换挡臂al或换挡臂a3移动；电机dl，其可驱动换挡轴Cl转动；电磁铁el，其可驱动换挡轴Cl带动换挡指bl在在一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位以及五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位之间移动；换挡指1^2，其可在位于二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位时，拨动换挡臂a2在二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位的移动；在位于倒挡齿轮所在选挡位时，拨动换挡臂a4在倒挡齿轮所在选挡位的移动；换挡轴c2，其可通过轴向移动而带动换挡指1^2在二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位以及倒挡齿轮所在选挡位之间移动，并通过转动而使换挡指拨动换挡臂a2或换挡臂a4移动；电机d2，其可驱动换挡轴c2转动；电磁铁e2，其可驱动换挡轴c2带动换挡指1^2在二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位以及倒挡齿轮所在选挡位之间移动；TCU，其通过控制电机dl和电机d2分别针对挂挡接触和摘挡脱离而对应地驱动换挡轴Cl和换挡轴c2、通过控制电磁铁el和电磁铁e2中的任意一个针对即将开始的挂挡接触而对应地驱动换挡轴cl和换挡轴c2，从而对于如图Ia所示的换挡指bl位于一挡齿轮和三挡齿轮所在选挡位、换挡指1^2位于二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位时的情况，针对一挡与二挡、二挡与三挡、三挡与四挡之间的换挡，摘挡脱离和挂挡接触分别发生在不同选挡位的同步器、并且分别由换挡轴cl和换挡轴c2予以控制，因而只要设定针对摘挡脱离的驱动完成前立即开始针对挂挡接触开始驱动，即可最大程度上消除同步器无效时间；对于如图Ib所示的换挡指bl位于五挡齿轮和六挡齿轮所在选挡位、换挡指1^2位于二挡齿轮和四挡齿轮所在选挡位时的情况，针对四挡与五挡之间的换挡，摘挡脱离和挂挡接触分别发生在不同选挡位的同步器、并且分别由换挡轴cl和换挡轴c2予以控制，因而同理，只要设定针对摘挡脱离的驱动完成前立即开始针对挂挡接触开始驱动，即可最大程度上消除同步器无效时间；但是，五挡与六挡之间的换挡过程中仍然会包含有同步器无效时间，考虑到五挡与六挡属于高速挡位，因而同步器无效时间对于五挡与六挡之间的换挡过程的影响并不明显；另外，三挡与四挡之间、四挡与五挡之间的换挡过程，可能还会需要如图Ia和如图Ib所示的两种情况之间切换的选挡过程，该选挡过程可以通过电磁铁el在TCU的控制下驱动换挡轴cl来实现、并且该选挡过程可以在电机d2针对摘挡脱离驱动换挡轴c2的过程中完成，从而利用选挡过程与摘当脱离同时进行而消除了换挡过程中的选挡操作时间。实施例二图加至图2c为本实用新型实施例二中换挡机构的示意图。如图加至图2c所示，本实施例是以一挡至六挡(在图加至图2c中分别以对应的数字1 6表示)共六个前进挡以及一个倒挡(在图加至图2c中以字母R表示)为例。相比于实施例一，本实施例的主要区别在于六挡与倒挡的位置对调，S卩，五挡齿轮和倒挡齿轮设置在同一个选挡位、并共用该选挡位的同一个同步器，而六挡齿轮单独设置在一个选挡位、并使用该选挡位的同步器。这样，对于本实施例中如图加和图2b所示的情况能够分别与实施例一中如图Ia和图Ib所示的情况产生相同的技术效果；并且，对于如图2c所示的换挡指bl位于五挡齿轮和倒挡齿轮所在选挡位、换挡指1^2位于六挡齿轮所在选挡位时的情况，针对五挡与六挡之间的换挡，摘挡脱离和挂挡接触分别发生在不同选挡位的同步器、并且分别由换挡轴cl和换挡轴c2予以控制，因而同理，只要设定针对摘挡脱离的驱动完成前立即开始针对挂挡接触开始驱动，即可最大程度上消除同步器无效时间；也就是说，本实施例相比于实施例一，五挡与六挡之间的换挡过程也能够最大程度地消除同步器无效时间。实施例三图3a至图北为本实用新型实施例三中换挡机构的示意图。如图3a至图北所示，本实施例是以一挡至五挡(在图3a至图北中分别以对应的数字1 5表示)共五个前进挡以及一个倒挡(在图Ia至图Ib中以字母R表示)为例。相比于实施例一，本实施例的主要区别在于未设置六挡齿轮、及六挡齿轮所占用的选挡位，即，换挡指1^2只需停留在二挡齿轮和四挡齿轮所在的一个选挡位即可、而无需随换挡轴c2移动至其他选挡位，因此，本实施例相比于实施例一能够省去一个电磁铁e2、从而降低换挡机构的成本。而且，对于本实施例中如图3a和图北所示的情况能够分别与实施例一中如图Ia和图Ib所示的情况产生相同的技术效果。实施例四图如至图如为本实用新型实施例四中换挡机构的示意图。如图如至图如所示，本实施例是以一挡至七挡(在图如至图4c中分别以对应的数字1 7表示)共七个前进挡以及一个倒挡(在图如至图4c中以字母R表示)为例。相比于实施例二，本实施例增加了七挡齿轮、并由七挡齿轮和五挡齿轮位于同一选挡位、并共用一个同步器，以及，改为将六挡齿轮和倒挡齿轮位于同一选挡位、并共用一个同步器。这样，对于本实施例中如图如和图4b所示的情况能够分别与实施例二中如图加和图2b所示的情况产生相同的技术效果；并且，对于如图如所示的换挡指bl位于五挡齿轮和七挡齿轮所在选挡位、换挡指1^2位于六挡齿轮和倒挡齿轮所在选挡位时的情况，针对五挡与六挡以及进一步增加的六挡与七挡之间的换挡，摘挡脱离和挂挡接触分别发生在不同选挡位的同步器、并且分别由换挡轴cl和换挡轴c2予以控制，因而同理，只要设定针对摘挡脱离的驱动完成前立即开始针对挂挡接触开始驱动，即可最大程度上消除同步器无效时间；也就是说，本实施例相比于实施例二，进一步增加的六挡与七挡之间的换挡过程也能够最大程度地消除同步器无效时间。如上述实施例可见，本实用新型将一挡至四挡中的每两个相邻挡位分别设置在不同的选挡位、并使用不同的同步器；并且，一挡至四挡中每两个相邻挡位分别所在的选挡位的换挡臂受控于不同的选挡轴及选挡指。因此，当在一挡至四挡中任意两个相邻挡位之间换挡时，不同的选挡轴和选挡指对应地驱动相应的换挡臂来分别实现不同的同步器的摘挡脱离和挂挡接触同时动作，从而就能够以此来尽可能消除换挡过程中存在的同步器无效时间，以及，通过控制不同的选挡轴和选挡指的预先移动还能够消除在换挡过程中的选挡操作时间。从而，本实用新型能够降低一挡至四挡之间的换挡持续时间、消除停顿感。进一步地，本实用新型对于倒挡以及五挡以上的高速挡位，也可以结合实际情况而可选地采用与一挡至四挡相同的方式予以设置。另外，对于选挡位更多的情况，还可以相应地增加电机、换挡轴、换挡指以及电磁铁。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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
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权利要求1.一种手自一体变速器的换挡机构，其特征在于，包括第一电机；可在第一电机的驱动下转动的第一换挡轴；可随第一换挡轴的转动而摆动的第一换挡指；可随第一换挡指的摆动而在第一选挡位移动的第一换挡臂；第一选挡位设置有一挡齿轮和三挡齿轮以及第一同步器，第一换挡臂的移动可使第一同步器与一挡齿轮和三挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；第二电机；可在第二电机的驱动下转动的第二换挡轴；可随第二换挡轴的转动而摆动的第二换挡指；可随第二换挡指的摆动而在第二选挡位移动的第二换挡臂；第二选挡位设置有二挡齿轮和四挡齿轮以及第二同步器，第二换挡臂的移动可使第二同步器与二挡齿轮和四挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；以及，可控制第一电机和第二电机分别针对挂挡接触和摘挡脱离而对应地驱动第一换挡轴和第二换挡轴的变速器控制器。
2.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和六挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和六挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁；可随第二换挡指的摆动而在第四选挡位移动的第四换挡臂；第四选挡位设置有倒挡齿轮以及第四同步器，第四换挡臂的移动可使第四同步器与倒挡齿轮挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第二换挡轴带动第二换挡指在第二选挡位与第四选挡位之间移动的第二磁铁。
3.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和倒挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和倒挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁；可随第二换挡指的摆动而在第四选挡位移动的第四换挡臂；第四选挡位设置有六挡齿轮以及第四同步器，第四换挡臂的移动可使第四同步器与六挡齿轮挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第二换挡轴带动第二换挡指在第二选挡位与第四选挡位之间移动的第二磁铁。
4.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和倒挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和倒挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁。
5.根据权利要求1所述的换挡机构，其特征在于，进一步包括可随第一换挡指的摆动而在第三选挡位移动的第三换挡臂；第三选挡位设置有五挡齿轮和七挡齿轮以及第三同步器，第三换挡臂的移动可使第三同步器与五挡齿轮和七挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第一换挡轴带动第一换挡指在第一选挡位与第三选挡位之间移动的第一磁铁；可随第二换挡指的摆动而在第四选挡位移动的第四换挡臂；第四选挡位设置有六挡齿轮和倒挡齿轮以及第四同步器，第四换挡臂的移动可使第四同步器与六挡齿轮和倒挡齿轮中的任一个挂挡接触以及摘挡分离；可在变速器控制器的控制下驱动第二换挡轴带动第二换挡指在第二选挡位与第四选挡位之间移动的第二磁铁。
6.一种手自一体变速器，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的换挡机构。
专利摘要本实用新型提供了一种手自一体变速器的换挡机构及手自一体变速器。本实用新型将一挡至四挡中的每两个相邻挡位分别设置在不同的选挡位、并使用不同的同步器；并且，一挡至四挡中每两个相邻挡位分别所在的选挡位的换挡臂受控于不同的选挡轴及选挡指。因此，当在一挡至四挡中任意两个相邻挡位之间换挡时，不同的选挡轴和选挡指对应地驱动相应的换挡臂来分别实现不同的同步器的摘挡脱离和挂挡接触在同一时间动作，从而就能够以此来尽可能消除换挡过程中存在的同步器无效时间，以及，通过控制不同的选挡轴和选挡指的预先移动还能够消除在换挡过程中的选挡操作时间。从而，本实用新型能够降低一挡至四挡之间的换挡持续时间、消除停顿感。
文档编号F16H3/12GK202327052SQ20112050763
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者王有刚 申请人:海马商务汽车有限公司, 海马轿车有限公司