本發(fā)明涉及一種基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，屬于變速箱換擋。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)變速箱換擋機構(gòu)主體包括動力輸入軸、動力輸出軸、固定在輸入軸上的外花鍵齒輪、與外花鍵相鄰近的套裝在輸入軸上能夠相對于輸入軸轉(zhuǎn)動的結(jié)合齒輪、與結(jié)合齒輪遠離外花鍵齒輪一側(cè)固定的套裝在輸入軸上能夠相對于輸入軸轉(zhuǎn)動的主動齒輪、套在外花鍵齒輪外與外花鍵齒輪嚙合的同步齒圈、固定在輸出軸上的從動齒輪，從動齒輪與主動齒輪常嚙合，外花鍵齒輪與結(jié)合齒輪的直徑和齒數(shù)均相等，同步齒圈又名同步器，有著復(fù)雜的同步嚙合結(jié)構(gòu)，由鎖環(huán)、花鍵轂、定位滑塊、接合套等幾部分組成。在換擋時切斷動力源，換擋手柄通過操縱撥叉推動接合套移動，接合套帶動滑塊移動，定位滑塊頂在鎖環(huán)的缺口上，推動鎖環(huán)與待接合的齒輪前錐面產(chǎn)生摩擦，使接合套升速或者降速。當鎖環(huán)與待接合的齒圈瞬時同步時，接合套越過滑塊與接合齒嚙合，這樣換擋動作完成。同步齒圈的主要構(gòu)造是具有齒頂徑向向內(nèi)的與外花鍵齒嚙合的內(nèi)齒和內(nèi)齒之間的齒槽，同步齒圈能夠滑向結(jié)合齒輪，使同步齒圈能夠同時與外花鍵齒輪和結(jié)合齒輪套接嚙合，這樣通過外花鍵齒輪、同步齒圈、結(jié)合齒輪、主動齒輪和從動齒輪使輸入軸和輸出軸建立動力傳動關(guān)系。

2、換擋機構(gòu)設(shè)置是為了實現(xiàn)多級變速，輸入軸上具有多個結(jié)合齒輪，具有與結(jié)合齒輪數(shù)目相應(yīng)的主動齒輪和設(shè)在輸出軸上的從動齒輪，一般在相鄰兩個結(jié)合齒輪之間設(shè)有一個花鍵齒輪和一個同步齒圈，也即：同步齒圈向左滑移實現(xiàn)一級換擋，向右滑移實現(xiàn)另一級換擋。

3、上述變速箱換擋機構(gòu)利用同步齒圈實現(xiàn)外花鍵齒輪與結(jié)合齒輪之間嚙合連接，有著如下缺陷：

4、一、同步齒圈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，執(zhí)行換擋操作時需要切斷輸出軸的動力源；

5、二、即便切斷動力源，輸出軸依然作大扭矩運轉(zhuǎn)，同步齒圈與結(jié)合齒輪之間存在很大速差，同步齒圈內(nèi)齒與結(jié)合齒輪輪齒之間結(jié)合時有著不可避免的沖突和摩擦，容易使步齒圈內(nèi)齒與結(jié)合齒輪輪齒發(fā)生磨損，容易產(chǎn)生異響，嚴重時使動力輸出不平順，使車輛運行形成頓挫等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何在簡化同步器的同時，使換擋時的動力輸出更平順。

2、針對上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：

3、一種基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，包括設(shè)置變速箱控制單元tcu、應(yīng)用于換擋的執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)置具有內(nèi)齒槽的內(nèi)齒圈代替同步器，設(shè)置判斷內(nèi)齒圈的內(nèi)齒槽位置的位置傳感器一和判斷結(jié)合齒輪的結(jié)合輪齒位置的位置傳感器二，由tcu通過控制電機一的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)結(jié)合輪齒軸向?qū)蕛?nèi)齒槽且使花鍵齒輪的轉(zhuǎn)速與結(jié)合齒輪的轉(zhuǎn)速接近或相等，由tcu令執(zhí)行機構(gòu)推動處于空擋狀態(tài)的內(nèi)齒圈向結(jié)合齒輪進檔。

4、上述換擋方法，還包括設(shè)置判斷輸入軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器一和設(shè)置判斷輸出軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器二。

5、上述換擋方法，包括如下步驟：

6、一、由tcu確認內(nèi)齒圈已經(jīng)退檔，處于僅套在花鍵齒輪外周的空檔位置，若未退檔，令執(zhí)行機構(gòu)推動內(nèi)齒圈退檔；

7、二、由tcu結(jié)合轉(zhuǎn)速傳感器一和轉(zhuǎn)速傳感器二傳遞的數(shù)據(jù)控制電機一驅(qū)動輸入軸，使內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速與結(jié)合齒輪的轉(zhuǎn)速接近；

8、三、由tcu結(jié)合位置傳感器一和位置傳感器二傳遞的數(shù)據(jù)控制并確認結(jié)合輪齒軸向?qū)蕛?nèi)齒槽；

9、四、在確認結(jié)合輪齒軸向?qū)蕛?nèi)齒槽的瞬間，由tcu令執(zhí)行機構(gòu)推動內(nèi)齒圈向結(jié)合齒輪進檔。

10、上述換擋方法中，步驟四所述在確認結(jié)合輪齒軸向?qū)蕛?nèi)齒槽的瞬間，由tcu控制電機一驅(qū)動輸入軸，使內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速與結(jié)合齒輪的轉(zhuǎn)速相等，再由tcu令執(zhí)行機構(gòu)推動內(nèi)齒圈向結(jié)合齒輪進檔。

11、實現(xiàn)上述換擋方法，采取如下措施：

12、一、利用所有花鍵齒輪與輸入軸剛性連接且所有花鍵齒輪齒數(shù)及規(guī)格相等，所有花鍵齒輪與所有內(nèi)齒圈剛性套接的結(jié)構(gòu)特征，在輸入軸任意部件上設(shè)置繞輸入軸旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒槽位置編碼，由設(shè)置的內(nèi)齒槽位置編碼反應(yīng)所有內(nèi)齒圈的內(nèi)齒槽的位置信息，將信息錄入tcu，并使位置傳感器一能夠讀取內(nèi)齒槽位置編碼；

13、利用上述結(jié)構(gòu)特征在設(shè)置內(nèi)齒槽位置編碼的部件上設(shè)置輸入軸轉(zhuǎn)速編碼，用該輸入軸轉(zhuǎn)速編碼反應(yīng)所有內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速信息，將輸入軸轉(zhuǎn)速編碼反應(yīng)的信息錄入tcu，并使轉(zhuǎn)速傳感器一能夠讀取輸入軸轉(zhuǎn)速編碼的信息；

14、二、利用所有換擋從動齒輪與輸出軸剛性連接，所有換擋從動齒輪分別與對應(yīng)的套在輸出軸上的換擋主動齒輪常嚙合，所有換擋主動齒輪與各自所屬的結(jié)合齒輪剛性連接的結(jié)構(gòu)特征，選取任意一個結(jié)合齒輪設(shè)置編碼部件，在該編碼部件上設(shè)置結(jié)合輪齒位置編碼，由設(shè)置的結(jié)合輪齒位置編碼反應(yīng)所有結(jié)合齒輪的結(jié)合輪齒的位置信息，將信息錄入tcu，并使位置傳感器二能夠讀取結(jié)合輪齒位置編碼的信息；

15、利用上述結(jié)構(gòu)特征在該編碼部件上設(shè)置上設(shè)置輸出軸轉(zhuǎn)速編碼，由輸出軸轉(zhuǎn)速編碼反應(yīng)所有結(jié)合齒輪的轉(zhuǎn)速信息，將信息錄入tcu，并使轉(zhuǎn)速傳感器二能夠讀取輸出軸轉(zhuǎn)速編碼的信息。

16、進一步地，選取輸入軸遠離電機一的一端延伸形成輸入軸延伸段，在輸入軸延伸段端部設(shè)置刻有內(nèi)齒槽位置編碼和輸入軸轉(zhuǎn)速編碼的編碼盤一；選取輸入軸遠離電機一一端的結(jié)合齒輪設(shè)置與結(jié)合齒輪固定的管狀軸，管狀軸套在輸入軸延伸段外周并能夠相對于管狀軸轉(zhuǎn)動，在管狀軸外周設(shè)置刻有結(jié)合輪齒位置編碼和輸出軸轉(zhuǎn)速編碼的編碼盤二。

17、進一步地，設(shè)置獨立的信息采集腔室，用于容納編碼盤一和所配的位置傳感器一、轉(zhuǎn)速傳感器一，以及編碼盤二和所配的位置傳感器二、轉(zhuǎn)速傳感器二，所述管狀軸及套裝的輸入軸延伸段穿過信息采集腔室的壁。

18、進一步地，在信息采集腔室的側(cè)壁上設(shè)置分別對準內(nèi)齒槽位置編碼和輸入軸轉(zhuǎn)速編碼的位置傳感器一和轉(zhuǎn)速傳感器一；在信息采集腔室的頂壁上設(shè)置垂懸的安裝板，在安裝板上設(shè)置位置傳感器二和轉(zhuǎn)速傳感器二；

19、在管狀軸與輸入軸延伸段之間設(shè)置油封一，在管狀軸與信息采集腔室的壁之間設(shè)置油封二。

20、在信息采集腔室的底部設(shè)有連通變速箱箱內(nèi)空間的氣液流道，用于平衡信息采集腔室與變速箱箱內(nèi)空間的氣壓和排出信息采集腔室內(nèi)的積油。

21、有益效果

22、1、換擋順暢，無頓挫、無異響，動力銜接平順；

23、2、內(nèi)齒圈代替同步器，結(jié)構(gòu)簡潔，經(jīng)久耐用；

24、3、信息采集部件集中設(shè)置，且設(shè)置位置與速箱箱內(nèi)輪軸和飛濺潤滑油互不干涉。

技術(shù)特征：

1.一種基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，包括設(shè)置變速箱控制單元tcu、應(yīng)用于換擋的執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于：設(shè)置具有內(nèi)齒槽（401）的內(nèi)齒圈（4）代替同步器，設(shè)置判斷內(nèi)齒圈（4）的內(nèi)齒槽（401）位置的位置傳感器一（8）和判斷結(jié)合齒輪（5）的結(jié)合輪齒（501）位置的位置傳感器二（9），由tcu通過控制電機一（24）的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)結(jié)合輪齒（501）軸向?qū)蕛?nèi)齒槽（401）且使花鍵齒輪（3）的轉(zhuǎn)速與結(jié)合齒輪（5）的轉(zhuǎn)速接近或相等，由tcu令執(zhí)行機構(gòu)推動處于空擋狀態(tài)的內(nèi)齒圈（4）向結(jié)合齒輪（5）進檔。

2.如權(quán)利要求1所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于，還包括設(shè)置判斷輸入軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器一（10）和設(shè)置判斷輸出軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器二（11）。

3.如權(quán)利要求2所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于包括如下步驟：

4.如權(quán)利要求3所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于，步驟四所述在確認結(jié)合輪齒（501）軸向?qū)蕛?nèi)齒槽（401）的瞬間，由tcu控制電機一（24）驅(qū)動輸入軸（1），使內(nèi)齒圈（4）的轉(zhuǎn)速與結(jié)合齒輪（5）的轉(zhuǎn)速相等，再由tcu令執(zhí)行機構(gòu)推動內(nèi)齒圈（4）向結(jié)合齒輪（5）進檔。

5.如權(quán)利要求2所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于采取如下措施：

6.如權(quán)利要求5所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于：選取輸入軸（1）遠離電機一（24）的一端延伸形成輸入軸延伸段（101），在輸入軸延伸段（101）端部設(shè)置刻有內(nèi)齒槽位置編碼（12）和輸入軸轉(zhuǎn)速編碼（14）的編碼盤一（17）；選取輸入軸（1）遠離電機一（24）一端的結(jié)合齒輪（5）設(shè)置與結(jié)合齒輪（5）固定的管狀軸（16），管狀軸（16）套在輸入軸延伸段（101）外周并能夠相對于管狀軸（16）轉(zhuǎn)動，在管狀軸（16）外周設(shè)置刻有結(jié)合輪齒位置編碼（13）和輸出軸轉(zhuǎn)速編碼（15）的編碼盤二（18）。

7.如權(quán)利要求6所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于：設(shè)置獨立的信息采集腔室（19），用于容納編碼盤一（17）和所配的位置傳感器一（8）、轉(zhuǎn)速傳感器一（10），以及編碼盤二（18）和所配的位置傳感器二（9）、轉(zhuǎn)速傳感器二（11），所述管狀軸（16）及套裝的輸入軸延伸段（101）穿過信息采集腔室（19）的壁。

8.如權(quán)利要求7所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于：在信息采集腔室（19）的側(cè)壁上設(shè)置分別對準內(nèi)齒槽位置編碼（12）和輸入軸轉(zhuǎn)速編碼（14）的位置傳感器一（8）和轉(zhuǎn)速傳感器一（10）；在信息采集腔室（19）的頂壁上設(shè)置垂懸的安裝板（20），在安裝板（20）上設(shè)置位置傳感器二（9）和轉(zhuǎn)速傳感器二（11）。

9.如權(quán)利要求7所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于：在管狀軸（16）與輸入軸延伸段（101）之間設(shè)置油封一（21），在管狀軸（16）與信息采集腔室（19）的壁之間設(shè)置油封二（22）。

10.如權(quán)利要求7所述的基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，其特征在于：在信息采集腔室（19）的底部設(shè)有連通變速箱（100）箱內(nèi)空間的氣液流道（23），用于平衡信息采集腔室（19）與變速箱（100）箱內(nèi)空間的氣壓和排出信息采集腔室（19）內(nèi)的積油。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于換擋齒輪輪齒與齒槽位置對應(yīng)的換擋方法，包括設(shè)置變速箱控制單元TCU、應(yīng)用于換擋的執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)置具有內(nèi)齒槽的內(nèi)齒圈代替同步器，設(shè)置判斷內(nèi)齒圈的內(nèi)齒槽位置的位置傳感器一和判斷結(jié)合齒輪的結(jié)合輪齒位置的位置傳感器二，由TCU通過控制電機一的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)結(jié)合輪齒軸向?qū)蕛?nèi)齒槽且使花鍵齒輪的轉(zhuǎn)速與結(jié)合齒輪的轉(zhuǎn)速接近或相等，由TCU令執(zhí)行機構(gòu)推動處于空擋狀態(tài)的內(nèi)齒圈向結(jié)合齒輪進檔。其優(yōu)點在于：換擋順暢，無頓挫、無異響，動力銜接平順；內(nèi)齒圈代替同步器，結(jié)構(gòu)簡潔，經(jīng)久耐用；信息采集部件集中設(shè)置，且設(shè)置位置與速箱箱內(nèi)輪軸和飛濺潤滑油互不干涉。

技術(shù)研發(fā)人員：劉平,劉祥環(huán),唐正
受保護的技術(shù)使用者：株洲齒輪有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6