一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109027214A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810940913.X(22)申请日2018.08.17(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区北京市100084-82信箱申请人宜宾丰川动力科技有限公司(72)发明人王立军田丰曾远帆田光宇赵玉婷赵岳汤伦权杨朝国(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人黄家俊(51)Int.Cl.F16H59/02(2006.01)F16H59/46(2006.01)F16H63/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统及方法(57)摘要本发明公开了车辆传动装置零部件领域的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统及方法，其中系统包括相匹配的齿轮结合部和传动轴结合部，齿轮结合部和传动轴结合部同轴，齿轮结合部由左侧的直齿轮部和右侧的窄槽结合部一体构成，圆柱形窄槽结合部的外端面和传动轴结合部的一个端面外沿周向均匀分布有若干结合宽齿和若干结合窄齿。本发明的方法中当传动轴与齿轮结合时，两者之间的转速已经接近同步，此时结合齿轮与传动轴不会带来换挡冲击。本发明的方法对齿轮结合部与传动轴结合部转速差减小为零的最佳结合位置精度要求不高，因此可以降低齿轮与传动轴位置同步过程的控制精度。CN109027214ACN109027214A权利要求书1/1页1.一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统，其特征在于，包括相匹配的齿轮结合部(1)和传动轴结合部(2)，齿轮结合部(1)和传动轴结合部(2)同轴，齿轮结合部(1)由左侧的直齿轮部和右侧的窄槽结合部一体构成，圆柱形窄槽结合部的外端面沿周向均匀分布有若干结合宽齿(1a)，传动轴结合部(2)的一个端面外端面沿周向均匀分布有若干结合窄齿(2a)。2.根据权利要求1所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统，其特征在于，所述齿轮结合部(1)和传动轴结合部(2)上都设有与换挡执行系统相连的位置和速度传感器；换挡执行系统与换挡执行机构相连；齿轮结合部(1)和传动轴结合部(2)间的距离由换挡执行机构控制。3.根据权利要求1所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统，其特征在于，所述结合宽齿(1a)呈扇形，结合宽齿(1a)的齿宽为结合宽齿(1a)齿槽宽度的三倍，结合宽齿(1a)的齿端设有倒角，结合宽齿(1a)的齿向与轴向平行。4.一种基于权利要求1所述无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡系统的无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡方法，其特征在于，分为以下步骤：步骤1、速度传感器接收到传动轴结合部(2)相对齿轮结合部(1)的相对转速ω，步骤2、传动轴结合部(2)向齿轮结合部(1)靠近；步骤3、传动轴结合部(2)将电动机输出的转矩T减小相对转速ω，并实现齿轮结合部(1)与传动轴结合部(2)的转速同步；步骤4、继续转动传动轴结合部(2)；换挡执行机构将传动轴结合部(2)推向齿轮结合部(1)，使结合窄齿(2a)紧贴结合宽齿(1a)，并施加预压力；步骤5、在预压力的基础上，换挡执行机构对传动轴结合部(2)施加结合角加速度；当结合窄齿(2a)到达结合宽齿(1a)齿槽的瞬间，结合窄齿(2a)进入结合宽齿(1a)的齿槽中，完成换挡的齿轮结合过程。5.根据权利要求4所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡方法，其特征在于，所述步骤2中传动轴结合部(2)向齿轮结合部(1)靠近的方式为：使用保持相对转速ω值不变的方式，快速消除位置差。6.根据权利要求4所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡方法，其特征在于，所述步骤2结束时，传动轴结合部(2)与齿轮结合部(1)之间保留轴向安全间隙，以免齿轮结合部(1)与传动轴结合部(2)相互碰撞。7.根据权利要求4所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡方法，其特征在于，所述步骤3结束时，需保证S2＝ω2/(2α)-S1，其中S2为预计结合窄齿(2a)的停止位置相对结合宽齿(1a)的周向距离，S1为结合窄齿(2a)与结合宽齿(1a)齿槽的周向距离；α为传动轴结合部(2)的相对角加速度。8.根据权利要求4所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡方法，其特征在于，所述步骤3的结束条件为S1≥ω2/(2α)；其中S1为结合窄齿(2a)与结合宽齿(1a)齿槽的周向距离；α为传动轴结合部(2)的相对角加速度。9.根据权利要求4所述的一种无离合器无同步器机械式自动变速箱换挡方法，其特征在于，所述步骤4中转动传动轴结合部(2)的终止条件为：结合窄齿(2a)距结合宽齿(1a)齿槽有一个结合窄齿(2a)的距离。2CN10902