本發(fā)明涉及變速箱，具體涉及一種換擋結(jié)構(gòu)、換擋結(jié)構(gòu)的控制方法及變速箱。

背景技術(shù)：

1、變速箱總成是汽車的重要組成部分，其擋位的變換是通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)控制變速箱不同齒輪的嚙合和斷開，從而改變動(dòng)力傳遞的傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)的，變速箱換擋的方式分為滑動(dòng)齒套換擋和滑移齒輪換擋。

2、專利cn214248270u公開了一種滑動(dòng)齒套，其嚙合齒包括前段齒及后段齒，前段齒的前端端面具有尖頂錐形部，前段齒的后端端面為徑向由內(nèi)向外且向前傾斜的傾斜面；且前段齒與后段齒之間的分隔處的齒套本體上均嵌設(shè)有圓形的石墨柱，提高了滑動(dòng)齒套的使用壽命，且嵌設(shè)石墨柱能增加滑動(dòng)齒套和齒圈軸向滑移配合的潤(rùn)滑效果。

3、然而，由于該滑動(dòng)齒套的對(duì)齒結(jié)構(gòu)為尖齒，該形狀為撞擊掛擋，存在較大沖擊，且應(yīng)力集中。且現(xiàn)有技術(shù)中的主箱掛擋一般采用階躍控制，掛擋時(shí)電磁閥全開，撥叉直接掛擋，對(duì)齒時(shí)沖擊振動(dòng)劇烈，嚴(yán)重影響變速箱性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種換擋結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)中的變速箱在掛擋時(shí)滑動(dòng)齒套與齒轂對(duì)齒存在較大沖擊，且應(yīng)力集中，影響變速箱性能的技術(shù)問(wèn)題。

2、為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種換擋結(jié)構(gòu)，包括：

4、齒轂，具有供轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的軸孔，且設(shè)有外花鍵齒，所述外花鍵齒在所述齒轂軸向上的端部設(shè)為平面，以形成有碰撞端面；

5、齒套，用以滑動(dòng)設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸，并跟隨所述轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且設(shè)有內(nèi)花鍵齒，所述內(nèi)花鍵齒靠近所述碰撞端面的一側(cè)設(shè)為平面，并能夠滑動(dòng)至與所述外花鍵齒嚙合；及

6、驅(qū)動(dòng)部，與所述齒套驅(qū)動(dòng)連接，且具有掛擋狀態(tài)及關(guān)停狀態(tài)，并在處于所述掛擋狀態(tài)時(shí)能夠施加驅(qū)動(dòng)力以驅(qū)使所述齒套靠近所述齒轂，直至所述內(nèi)花鍵齒與所述外花鍵齒嚙合，并在處于所述關(guān)停狀態(tài)卸去驅(qū)動(dòng)力。

7、在一些實(shí)施例中，所述齒套的外側(cè)壁設(shè)有卡槽，所述卡槽沿所述齒套的周向延伸；

8、所述驅(qū)動(dòng)部包括驅(qū)動(dòng)氣缸、閥門、高壓氣罐及撥叉，所述驅(qū)動(dòng)氣缸的缸體連通所述高壓氣罐，所述閥門設(shè)于所述缸體與所述高壓氣罐的連接管路上，所述撥叉安裝于所述驅(qū)動(dòng)氣缸的活塞桿，且其撥叉臂伸入所述卡槽。

9、在一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)氣缸為三位氣缸，所述連接管路設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述連接管路中的一個(gè)連接所述缸體的進(jìn)氣口與所述高壓氣罐，另一個(gè)連接所述缸體的排氣口與所述高壓氣罐；

10、所述閥門包括兩個(gè)兩位三通電磁閥，兩個(gè)所述兩位三通電磁閥分別設(shè)于兩個(gè)所述連接管路。

11、在一些實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)部還包括位移傳感器，所述位移傳感器對(duì)應(yīng)于所述撥叉，用于監(jiān)測(cè)所述撥叉的位移。

12、在一些實(shí)施例中，所述外花鍵齒與所述內(nèi)花鍵齒均為漸開線花鍵，且為齒側(cè)定心方式配合。

13、在一些實(shí)施例中，所述齒轂在其軸向上的一側(cè)設(shè)有環(huán)形凸起，所述環(huán)形凸起圍設(shè)于所述軸孔，所述外花鍵齒設(shè)于所述環(huán)形凸起的外壁面。

14、第二方面，本發(fā)明還提供一種換擋結(jié)構(gòu)的控制方法，用于如上任意一項(xiàng)所述的換擋結(jié)構(gòu)，所述換擋結(jié)構(gòu)的控制方法包括步驟：

15、控制所述驅(qū)動(dòng)部切換至所述掛擋狀態(tài)，且在持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，獲取所述齒套的實(shí)際位移，并判斷所述齒套的實(shí)際位移是否為標(biāo)準(zhǔn)位移；

16、當(dāng)所述齒套的實(shí)際位移非所述標(biāo)準(zhǔn)位移時(shí)，先控制所述驅(qū)動(dòng)部切換至所述關(guān)停狀態(tài)，再控制所述驅(qū)動(dòng)部切換至所述掛擋狀態(tài)，并在所述關(guān)停狀態(tài)與所述掛擋狀態(tài)間循環(huán)切換，直至所述齒套的實(shí)際位移滿足所述標(biāo)準(zhǔn)位移，其中，所述驅(qū)動(dòng)部在循環(huán)切換過(guò)程中，在所述關(guān)停狀態(tài)持續(xù)第二預(yù)設(shè)時(shí)間t2，并在所述掛擋狀態(tài)持續(xù)第三預(yù)設(shè)時(shí)間t3，滿足，t2＞t3。

17、在一些實(shí)施例中，所述的控制所述驅(qū)動(dòng)部切換至所述掛擋狀態(tài)，且在持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，獲取所述齒套的實(shí)際位移，并判斷所述齒套的實(shí)際位移是否為標(biāo)準(zhǔn)位移的步驟之前還包括：

18、獲取變速箱主動(dòng)端與被動(dòng)端的實(shí)際速差，當(dāng)所述實(shí)際速差達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述驅(qū)動(dòng)部切換至所述掛擋狀態(tài)。

19、在一些實(shí)施例中，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間t2與所述第三預(yù)設(shè)時(shí)間t3滿足，50毫秒≤（t2+t3）≤200毫秒。

20、第三方面，本發(fā)明還提供一種變速箱，該變速箱包括如上任意一項(xiàng)所述的換擋結(jié)構(gòu)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的換擋結(jié)構(gòu)中，一方面由于齒轂外花鍵齒與齒套內(nèi)花鍵齒相鄰的端面均為平面，如此在掛擋過(guò)程中出現(xiàn)對(duì)齒時(shí)，齒轂與齒套為平面接觸，受力均勻，并使得內(nèi)花鍵齒與外花鍵齒在碰撞過(guò)程中產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，進(jìn)而通過(guò)滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速同步，相對(duì)于圓齒或尖齒直接碰撞同步轉(zhuǎn)速，本方案可以部分降低掛擋沖擊；另一方面，當(dāng)出現(xiàn)對(duì)齒時(shí)，能夠通過(guò)將驅(qū)動(dòng)部在掛擋狀態(tài)與關(guān)停狀態(tài)之間周期性的來(lái)回切換，使得齒套位移在該控制邏輯下來(lái)回震蕩，而不會(huì)一直頂著齒轂導(dǎo)致掛擋失敗，大幅提升掛擋成功率，且在該控制邏輯下?lián)Q擋力相對(duì)較小，有利于降低掛擋沖擊，進(jìn)而降低對(duì)變速箱的不利影響。

技術(shù)特征：

1.一種換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齒套的外側(cè)壁設(shè)有卡槽，所述卡槽沿所述齒套的周向延伸；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)氣缸為三位氣缸，所述連接管路設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述連接管路中的一個(gè)連接所述缸體的進(jìn)氣口與所述高壓氣罐，另一個(gè)連接所述缸體的排氣口與所述高壓氣罐；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部還包括位移傳感器，所述位移傳感器對(duì)應(yīng)于所述撥叉，用于監(jiān)測(cè)所述撥叉的位移。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外花鍵齒與所述內(nèi)花鍵齒均為漸開線花鍵，且為齒側(cè)定心方式配合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齒轂在其軸向上的一側(cè)設(shè)有環(huán)形凸起，所述環(huán)形凸起圍設(shè)于所述軸孔，所述外花鍵齒設(shè)于所述環(huán)形凸起的外壁面。

7.一種換擋結(jié)構(gòu)的控制方法，用于如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的換擋結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述換擋結(jié)構(gòu)的控制方法包括步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換擋結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，所述的控制所述驅(qū)動(dòng)部切換至所述掛擋狀態(tài)，且在持續(xù)第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，獲取所述齒套的實(shí)際位移，并判斷所述齒套的實(shí)際位移是否為標(biāo)準(zhǔn)位移的步驟之前還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的換擋結(jié)構(gòu)的控制方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)時(shí)間t2與所述第三預(yù)設(shè)時(shí)間t3滿足，50毫秒≤（t2+t3）≤200毫秒。

10.一種變速箱，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的換擋結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種換擋結(jié)構(gòu)、換擋結(jié)構(gòu)的控制方法及變速箱，換擋結(jié)構(gòu)包括齒轂、齒套及驅(qū)動(dòng)部；齒轂具有供轉(zhuǎn)軸穿設(shè)的軸孔，且設(shè)有外花鍵齒，外花鍵齒在齒轂軸向上的端部設(shè)為平面，以形成有碰撞端面；齒套用以滑動(dòng)設(shè)于轉(zhuǎn)軸，并跟隨轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，且設(shè)有內(nèi)花鍵齒，內(nèi)花鍵齒靠近碰撞端面的一側(cè)設(shè)為平面，并能夠滑動(dòng)至與外花鍵齒嚙合；驅(qū)動(dòng)部與齒套驅(qū)動(dòng)連接，且具有掛擋狀態(tài)及關(guān)停狀態(tài)。本方案中，齒轂與齒套為平面接觸，受力均勻，并通過(guò)滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速同步，大幅提升掛擋成功率，且在該控制邏輯下?lián)Q擋力相對(duì)較小，有利于降低掛擋沖擊，進(jìn)而降低對(duì)變速箱的不利影響。

技術(shù)研發(fā)人員：謝欣辰,徐世杰,馬亞寧,劉雙平,范雨萌,李棟文,劉俊杰,周恒平,王博,孫永康
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東風(fēng)商用車有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10