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一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动 变速器

阅读：1012发布：2020-07-16

专利汇可以提供一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器，由自动变速系统和电子控制系统组成，自动变速系统采用柱塞与轴配合的自动换挡机构，该机构由输入轴、倒档输入齿轮、各挡输入齿轮、输出轴、输出齿轮、倒档轴及倒档齿轮、驱动电机及齿轮和各级柱塞组成，电子控制系统由传感器、控制ECU、换挡执行电机和换挡执行离合器组成。该自动变速器在配置的车型上，通过油门踏板的信息与车辆动态运行时的车速信息的采集并向变速器控制系统输送，变速器控制系统内所储存的最优换挡规律，决定并指令控制机构的换挡动作。控制机构在指令下转动，带动换挡环台移动使输入输出轴内的柱塞与相对应齿轮在其内的半圆槽位置处紧紧压成为一体，并向外传输动力。，下面是一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器，主要由自动变速系统(2)和电子控制系统(18)组成，其特征在于：
所述自动变速系统(2)采用柱塞与轴配合的自动换挡机构，该机构由输入轴(1)、依次装在输入轴(1)上的倒档输入齿轮(11)和各挡输入齿轮、输出轴、依次装在输出轴上的与各级输入齿轮对应的输出齿轮、倒档轴及倒档齿轮(16)、驱动电机及齿轮(13)和各级柱塞(4)组成，所述输入轴(1)和输出轴通过轴承支撑在变速器的箱体上，输入轴(1)左端连接离合器，所述输入轴(1)的主体部分为空心圆柱体结构，其内固定有导杆(3)，导杆(3)上套装有驱动齿套(12)及换挡环台(17)，所述输入轴(1)圆周上径向和输入齿轮(11)内缘圆周上均布有柱塞孔，该柱塞孔与柱塞(4)滑动配合，柱塞(4)装在柱塞孔内，所述柱塞(4)通过电子控制系统(18)控制，由驱动电机及齿轮(13)驱动驱动齿套(12)及换挡环台(17)将柱塞(4)压入对应的输入齿轮(11)的柱塞孔内，使输入轴(1)与相应的输入齿轮(11)结合传递动力；所述电子控制系统(18)由传感器、控制ECU(23)、驱动电机及齿轮(13)和换挡执行离合器(24)组成，所述传感器包括油门踏板传感器(19)、车速传感器(20)、档位传感器(14)、制动踏板传感器(21)和离合器踏板传感器(22)。
2.根据权利要求1所述的一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器、其特征在于：
所述柱塞(4)和柱塞孔为数个，所述柱塞孔为对应设置的两部分，一部分为均布在输入轴(1)上的径向台阶形圆柱孔，一部分为均布在输入齿轮(11)内缘上的半球形槽，半球形槽直径与大圆柱孔直径相等，所述柱塞(4)为台阶形圆柱体，大圆柱体的顶端为能与输入齿轮上的半球形槽相配合的半球形，小圆柱体的底端为圆滑凸起，所述柱塞(4)与输入齿轮(11)内缘上的半球形槽结合时，将输入齿轮(11)与输入轴(1)连为一体，脱开时齿轮绕输入轴空转。
3.根据权利要求1所述的一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器、其特征在于：
所述输入轴(1)外经为等径的圆柱体，倒档输入齿轮(11)、一档输入齿轮10)、二档输入齿轮(9)、三档输入齿轮(8)、四档输入齿轮(7)、五档输入齿轮(6)、六档输入齿轮(5)依次套装在其上，所述输出轴平行于输入轴(1)，输出轴与各输出齿轮通过花键刚性连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器、其特征在于：
所述驱动电机及齿轮(13)安装在变速箱(2)输入轴(1)右端下部，与驱动齿套(12)的直齿直接配合，驱动电机及齿轮(13)正向或反向旋转时，则带动驱动齿套(12)及换挡环台(17)左移或右移，换挡环台(17)的移动将顶动它所接触的柱塞(4),使该级柱塞紧紧压向此级输入齿轮(11)的半圆槽内，使输入轴(1)与换挡齿轮中的被选中齿轮连成了一体。
5.根据权利要求1所述的一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器、其特征在于：
所述驱动齿套(12)及换挡环台(17)采用一体结构，其移动受控于控制ECU(23)指令驱动电机的动作，其实现准确控制是依靠安装在驱动齿套(12)右侧的各档位置传感器的信息反馈。

说明书全文

一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动 变速器

技术领域

[0001] 本发明涉及车辆电子控制自动变速器领域，特别是涉及一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器。

背景技术

[0002] 车辆自动变速器使用至今，已被广大国内国外用户认可和接受，特别是轿车的自动变速器已发展到八速变速器。时至如今国产载重货车(大、中、小型)、国产普通客车(小、中、大型)都很少装有自动变速器，原因在于生产自动变速器工艺复杂，生产成本高，我国生产自动变速器时间短，缺少技术和经验。生产自动变速器只能靠引进，同时高端产品、高端技术受控国外厂家。开发自动变速器技术，达到世界先进水平还有很大差距。我国现有的齿轮箱生产技术已经完善并成熟，并达到一定水平，开发自动变速器要走符合我国国情的道路，这样才有宽广前景。本发明的一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器，与以往所不同的换挡方式，区别于其它的各种自动变速器，适合于国内的传统齿轮箱结构特点，为国内的自动变速器领域发展掀开新的一页。

发明内容

[0003] 本发明的目的是基于上述实际情况，结合国内齿轮变速箱行业的特点，合理、有效结合成为一种新式换挡自动变速器，其实施环境与条件已经成熟，将不再受各种制约，前景宽广。

[0004] 本发明上述目的结合附图说明如下：

[0005] 一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器，主要由自动变速系统2和电子控制系统18组成，所述自动变速系统2采用柱塞与轴配合的自动换挡机构，该机构由输入轴1、依次装在输入轴1上的倒档输入齿轮和各挡输入齿轮、输出轴、依次装在输出轴上的与各级输入齿轮对应的输出齿轮、倒档轴及倒档齿轮16、驱动电机及齿轮13和各级柱塞4组成，所述输入轴1和输出轴通过轴承支撑在变速器的箱体上，输入轴1左端连接离合器，所述输入轴1的主体部分为空心圆柱体结构，其内固定有导杆3，导杆3上套装有驱动齿套12及换挡环台17，所述输入轴1圆周上径向和输入齿轮内缘圆周上均布有柱塞孔，该柱塞孔与柱塞4滑动配合，柱塞4装在柱塞孔内，所述柱塞4通过电子控制系统18控制，由驱动电机及齿轮13驱动驱动齿套12及换挡环台17将柱塞4压入对应的输入齿轮的柱塞孔内，使输入轴1与相应的输入齿轮结合传递动力；所述电子控制系统18由传感器、控制ECU23、驱动电机和换挡执行离合器24组成，所述传感器包括油门踏板传感器19、车速传感器20、档位传感器14、制动踏板传感器21和离合器踏板传感器22。

[0006] 所述柱塞4和柱塞孔为数个，所述柱塞孔为对应设置的两部分，一部分为均布在输入轴1上的径向台阶形圆柱孔，一部分为均布在输入齿轮内缘上的半球形槽，半球形槽直径与大圆柱孔直径相等，所述柱塞4为台阶形圆柱体，大圆柱体的顶端为能与输入齿轮上的半球形槽相配合的半球形，小圆柱体的底端为圆滑凸起，所述柱塞4与输入齿轮内缘上的半球形槽结合时，将输入齿轮与输入轴1连为一体，脱开时齿轮绕输入轴空转。

[0007] 所述输入轴1外经为等径的圆柱体，倒档输入齿轮、一档输入齿轮10、二档输入齿轮9、三档输入齿轮8、四档输入齿轮7、五档输入齿轮6、六档输入齿轮5依次套装在其上，所述输出轴平行于输入轴1，输出轴与各输出齿轮通过花键刚性连接。

[0008] 所述驱动电机及齿轮13安装在变速箱2输入轴1右端下部，与驱动齿套12的直齿直接配合，驱动电机及齿轮13正向或反向旋转时，则带动驱动齿套12及换挡环台17左移或右移，换挡环台17的移动将顶动它所接触的柱塞4,使该级柱塞紧紧压向此级输入齿轮11的半圆槽内，使输入轴1与换挡齿轮中的被选中齿轮连成了一体。

[0009] 所述驱动齿套12及换挡环台17采用一体结构，其移动受控于控制ECU23指令驱动电机动作，其实现准确控制是依靠安装在驱动齿套12右侧的各档位置传感器的信息反馈。

[0010] 本发明所述的一种基于以轴与柱塞传递动力的电控自动变速器的技术效果是：

[0011] 与现有的AT、AMT、CVT、DSG的自动变速器相比较，他采用了前几种自动变速器所以往不同的换挡方式。这里通过驱动电机及齿轮13的转动，带动驱动齿套12及换挡环台17的移动而选定被换挡的齿轮用柱塞4锁定，使之连为一体结构。从而通过输入轴1的转动，通过齿轮副直接带动输出轴的转动将动力输出。

[0012] 它的换挡是在不切断动力下实施的，这样可不改变车辆行驶时动力，使车辆运行舒适平稳，降低油耗，增强车辆的动力；同时也降低了环境噪音；在齿轮箱上的应用，可增加齿轮副，提高并改善变速器的性能；生产工艺简化，成本低，易于生产制造。

附图说明

[0013] 图1为本发明的机械自动变速系统图；

[0014] 图2为本发明的总体结构图；

[0015] 图3为本发明的输入(输出)轴安装柱塞及齿轮的布置图；

[0016] 图4-a为本发明的柱塞图；

[0017] 图4-b为本发明的换挡环台及驱动齿套与导杆连接图。

[0018] 图中：

[0019] 1-输入轴；2-机械自动变速箱；3-导杆；4-柱塞；5-六档输入齿轮；6-五档输入齿轮；7-四档输入齿轮；8-三档输入齿轮；9-二档输入齿轮；10-一档输入齿轮；11-倒档输入齿轮；12-驱动齿套；13-驱动电机及齿轮；14-各档位置传感器；15-输出轴及各级输出齿轮；16-倒档轴及倒档齿轮；17换挡环台；18-电子控制系统；19-加速踏板传感器；20-车速传感器；21-制动踏板传感器；22-离合器位置传感器；23-控制系统ECU；24-换挡执行离合器。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图所施实例进一步说明本发明的具体内容。

[0021] 在这里以一档换二档说明其实施内容：本发明的电子控制自动变速器提供了一种在电子控制系统18指令下使换挡驱动电机的转动(正转或反转)，将带动驱动齿套12及换挡环台17的移动(左移)，换挡环台17移动的过程，将它接近的一档输入输入齿轮(数个)柱塞4直接压向该档相连齿轮内的(数个)半圆槽内，使输入轴1与一档输入齿轮10刚性的连成了一体，可靠地将动力通过输出轴向外传输。当电子控制系统18指令驱动换挡电机转动换二档时，驱动电机通过驱动齿套12带动换档环台17左移，脱离了一档输入齿轮11位置。一档位置上的所有柱塞4再没有换档环台17的顶靠作用时，由于一档输出齿轮的外力与一档输入齿轮11内部的半圆槽结构，使一档输入齿轮11内所有柱塞4被推出。当换档环台17左移至二档输入齿轮位置时，将二档柱塞4顶压入二档输入齿轮9的半圆槽内，使动力继续通过二档输入齿轮9向外传输。由于本发明所使用的柱塞与轴换挡的方式，其结构能完成换挡过程动力不中断。

[0022] 所述本发明的电子控制自动变速器的构造是由以轴与柱塞传递动力的自动变速箱2与电子控制系统18两部分组成。

[0023] 本发明提供的技术方案具有以下特征：

[0024] A.轴与柱塞传递动力的自动变速器2是由输入轴1、各级柱塞孔、柱塞4、各级输入齿轮、输出轴及各级输出齿轮15(与各级输入齿轮相对应)组成。

[0025] B.倒档轴及倒档齿轮16、驱动电机及齿轮13、驱动齿套12、换挡环台17、及各档位置传感器14组成。

[0026] 输入轴1及各级输入齿轮是以动配合套装连接的。所以输入轴与各级输入齿轮可视为两体结构。

[0027] 输出轴及各级输出齿轮15通过直花键齿花键连为一体结构。

[0028] 倒档轴及倒挡齿轮16与原来的所选用的变速器位置、结构一致。

[0029] C.输入轴1上的各级换挡柱塞孔尺寸与数目相同，为阶梯状圆柱孔，柱塞4为与阶梯状圆柱孔相配合的阶梯状圆柱体，柱塞4装入时，在输入轴1孔内留有空间，便于换挡环台17的移动。以减少驱动电机的转动阻力。

[0030] D.驱动齿套12及换挡环台17为一体结构，它套装在光滑的导杆3上并一起装入输入轴1内的轴孔内，导杆3的作用是为驱动齿套与换挡环台起导向作用。

[0031] E.驱动齿套12与驱动电机的齿轮相啮合，驱动电机转动时将带动驱动齿套12与换挡环台17的水平移动。

[0032] F.在驱动齿套12的右侧端部安装有磁性感应器，它与箱体右端上部的各档位置传感器14相配合，向电子控制系统18传输动态换挡时的P档、R档、1档、2档、3档、4档、5档、6档位置信息，使控制ECU23依据最佳换挡规律指令驱动电机转动，实施精确换挡。

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