| 专利名称： | 电控分动器换挡操纵装置 | ||
| 专利名称(英文)： | Gear shifting control device of electronic control actuator | ||
| 专利号： | CN201410521812.0 | 申请时间： | 20140930 |
| 公开号： | CN104265874A | 公开时间： | 20150107 |
| 申请人： | 东风汽车公司 | ||
| 申请地址： | 430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道特1号 | ||
| 发明人： | 刘志柱; 蔡未末; 张鑫; 汪振晓; 宋华洋 | ||
| 分类号： | F16H59/02; F16H61/32 | 主分类号： | F16H59/02 |
| 代理机构： | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人： | 俞鸿 |
| 摘要： | 本发明涉及一种电控分动器换挡操纵装置，属于电控分动器。包括分动器壳体和设置在分动器壳体内的拨叉轴，所述拨叉轴上固定有凸出于拨叉轴且相互间隔的第一螺钉和第二螺钉，所述拨叉轴上套有高低档换挡拨叉和差速锁止换挡拨叉。本发明通过轴上的螺钉在拨叉的轨迹槽中运动，推动拨叉进入目标档位，各个档位的切换顺序通过拨叉上的轨迹槽设计来确定，避免了在换挡遇到阻碍时拨叉推不进档位而电机赌转，造成电机和操纵机构的损坏。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention relates to a gear shifting control device of an electronic control actuator and belongs to electronic control actuators. The gear shifting control device comprises an actuator casing and a declutch shift shaft arranged in the actuator casing. A first screw and a second screw protruding on the declutch shift shaft and distributed at intervals are fixed on the declutch shift shaft, and high and low gear shifting fork and differential locking shifting forks are sleeved on the declutch shift shaft. The screws on the shaft move in track grooves of the forks to push the forks to enter the target shift, the switching sequence of all the shifts is determined through the design of the track grooves on the forks, and therefore damage of a motor and a control mechanism caused by blockable motor rotation due to the forks cannot be pushed to the shift when gear shifting is hindered. | ||
1.一种电控分动器换挡操纵装置，包括分动器壳体和设置在分动器壳 体内的拨叉轴，所述拨叉轴端部伸出分动器壳体外的部分与缓冲器总成输 出端连接，所述缓冲器总成输入端与电机减速器总成输出端连接，所述电 机减速器总成输入端与电机连接，其特征在于：所述拨叉轴上固定有凸出 于拨叉轴且相互间隔的第一螺钉和第二螺钉，所述拨叉轴上套有高低档换 挡拨叉和差速锁止换挡拨叉；所述高低档换挡拨叉上设有套在拨叉轴上的 高低档换挡移动套，所述高低档换挡移动套上开有第一轨迹槽，所述第一 螺钉处于第一轨迹槽内，所述高低档换挡拨叉底部与高低档滑动齿套连接； 所述差速锁止换挡拨叉上设有套在拨叉轴上的差速锁止换挡移动套，所述 差速锁止换挡移动套上开有第二轨迹槽，所述第二螺钉处于第二轨迹槽内， 所述差速锁止换挡拨叉底部与差速锁止滑动齿套连接；所述高低档滑动齿 套与差速锁止滑动齿套分别滑动套在分动器驱动轴上。
2.根据权利要求1所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第一轨迹槽在高低档换挡移动套上呈螺旋状布置。
3.根据权利要求2所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第一轨迹槽包括相互连接的从起始端开始的零轴向行程段和轴向行程 段。
4.根据权利要求3所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第二轨迹槽在差速锁止换挡移动套上呈螺旋状布置。
5.根据权利要求4所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第二轨迹槽包括依次连接的从起始端开始的第一正向行程段、第一反向 行程段和第二正向行程段，所述第一正向行程段、第一反向行程段与第二 正向行程段在差速锁止换挡移动套上的轴向位移相等。
6.根据权利要求5所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述零轴向行程段与第一正向行程段对应，所述轴向行程段的一部分与第一 反向行程段对应，所述轴向行程段的另一部分与第二正向行程段对应。
7.根据权利要求1所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述缓冲器总成包括缓冲器壳体，所述缓冲器壳体内设有与拨叉轴周向固定 连接的缓冲器输出转毂，所述缓冲器输出转毂和缓冲器输入转毂通过卡簧 轴向固定，所述缓冲器输出转毂内沿圆周设有若干卡槽，所述缓冲器输入 转毂内沿圆周设有若干插入卡槽的拨爪，所述缓冲器输出转毂内若干卡槽 之间分别开有与卡槽连通的弹簧安装槽，所述弹簧安装槽内放置有弹簧， 所述弹簧的两端分别与拨爪接触连接。
8.根据权利要求1所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述电机减速器总成包括电机减速器壳体、设置在电机减速器壳体内的电机 减速器输出轴，所述电机减速器输出轴一端与缓冲器输入转毂轴向固定， 所述电机减速器输出轴另一端与电机连接，所述电机减速器输出轴端部与 角度位置编码器连接。
1.一种电控分动器换挡操纵装置，包括分动器壳体和设置在分动器壳 体内的拨叉轴，所述拨叉轴端部伸出分动器壳体外的部分与缓冲器总成输 出端连接，所述缓冲器总成输入端与电机减速器总成输出端连接，所述电 机减速器总成输入端与电机连接，其特征在于：所述拨叉轴上固定有凸出 于拨叉轴且相互间隔的第一螺钉和第二螺钉，所述拨叉轴上套有高低档换 挡拨叉和差速锁止换挡拨叉；所述高低档换挡拨叉上设有套在拨叉轴上的 高低档换挡移动套，所述高低档换挡移动套上开有第一轨迹槽，所述第一 螺钉处于第一轨迹槽内，所述高低档换挡拨叉底部与高低档滑动齿套连接； 所述差速锁止换挡拨叉上设有套在拨叉轴上的差速锁止换挡移动套，所述 差速锁止换挡移动套上开有第二轨迹槽，所述第二螺钉处于第二轨迹槽内， 所述差速锁止换挡拨叉底部与差速锁止滑动齿套连接；所述高低档滑动齿 套与差速锁止滑动齿套分别滑动套在分动器驱动轴上。
2.根据权利要求1所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第一轨迹槽在高低档换挡移动套上呈螺旋状布置。
3.根据权利要求2所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第一轨迹槽包括相互连接的从起始端开始的零轴向行程段和轴向行程 段。
4.根据权利要求3所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第二轨迹槽在差速锁止换挡移动套上呈螺旋状布置。
5.根据权利要求4所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述第二轨迹槽包括依次连接的从起始端开始的第一正向行程段、第一反向 行程段和第二正向行程段，所述第一正向行程段、第一反向行程段与第二 正向行程段在差速锁止换挡移动套上的轴向位移相等。
6.根据权利要求5所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述零轴向行程段与第一正向行程段对应，所述轴向行程段的一部分与第一 反向行程段对应，所述轴向行程段的另一部分与第二正向行程段对应。
7.根据权利要求1所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述缓冲器总成包括缓冲器壳体，所述缓冲器壳体内设有与拨叉轴周向固定 连接的缓冲器输出转毂，所述缓冲器输出转毂和缓冲器输入转毂通过卡簧 轴向固定，所述缓冲器输出转毂内沿圆周设有若干卡槽，所述缓冲器输入 转毂内沿圆周设有若干插入卡槽的拨爪，所述缓冲器输出转毂内若干卡槽 之间分别开有与卡槽连通的弹簧安装槽，所述弹簧安装槽内放置有弹簧， 所述弹簧的两端分别与拨爪接触连接。
8.根据权利要求1所述的电控分动器换挡操纵装置，其特征在于：所 述电机减速器总成包括电机减速器壳体、设置在电机减速器壳体内的电机 减速器输出轴，所述电机减速器输出轴一端与缓冲器输入转毂轴向固定， 所述电机减速器输出轴另一端与电机连接，所述电机减速器输出轴端部与 角度位置编码器连接。
翻译：技术领域
本发明涉及电控分动器，具体涉及一种电控分动器换挡操纵装置。
背景技术
随着汽车市场的发展，人们对于越野路况的驾驶要求越来越普遍，多 轴驱动的汽车越来越多。由于多轴驱动的汽车依靠分动器将变速器输出的 动力分配到各个驱动桥，而手动分动器需要驾驶员在复杂越野路况下手动 切换分动器档位，同时兼顾车辆其他操作系统。这样一方面对驾驶技术提 出了极高要求，另一方面由于分动器档位之间的切换具有严格的先后顺序， 手动换挡容易出现误操作。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种电控分动器换挡操 纵装置。
本发明采用的技术方案是：包括分动器壳体和设置在分动器壳体内的 拨叉轴，所述拨叉轴端部伸出分动器壳体外的部分与缓冲器总成输出端连 接，所述缓冲器总成输入端与电机减速器总成输出端连接，所述电机减速 器总成输入端与电机连接，所述拨叉轴上固定有凸出于拨叉轴且相互间隔 的第一螺钉和第二螺钉，所述拨叉轴上套有高低档换挡拨叉和差速锁止换 挡拨叉；所述高低档换挡拨叉上设有套在拨叉轴上的高低档换挡移动套， 所述高低档换挡移动套上开有第一轨迹槽，所述第一螺钉处于第一轨迹槽 内，所述高低档换挡拨叉底部与高低档滑动齿套连接；所述差速锁止换挡 拨叉上设有套在拨叉轴上的差速锁止换挡移动套，所述差速锁止换挡移动 套上开有第二轨迹槽，所述第二螺钉处于第二轨迹槽内，所述差速锁止换 挡拨叉底部与差速锁止滑动齿套连接；所述高低档滑动齿套与差速锁止滑 动齿套分别滑动套在分动器驱动轴上。
进一步优选的结构，所述第一轨迹槽在高低档换挡移动套上呈螺旋状 布置。
进一步优选的结构，所述第一轨迹槽包括相互连接的从起始端开始的 零轴向行程段和轴向行程段。
进一步优选的结构，所述第二轨迹槽在差速锁止换挡移动套上呈螺旋 状布置。
进一步优选的结构，所述第二轨迹槽包括依次连接的从起始端开始的 第一正向行程段、第一反向行程段和第二正向行程段，所述第一正向行程 段、第一反向行程段与第二正向行程段在差速锁止换挡移动套上的轴向位 移相等。
进一步优选的结构，所述零轴向行程段与第一正向行程段对应，所述 轴向行程段的一部分与第一反向行程段对应，所述轴向行程段的另一部分 与第二正向行程段对应。
进一步优选的结构，所述缓冲器总成包括缓冲器壳体，所述缓冲器壳 体内设有与拨叉轴周向固定连接的缓冲器输出转毂，所述缓冲器输出转毂 和缓冲器输入转毂通过卡簧轴向固定，所述缓冲器输出转毂内沿圆周设有 若干卡槽，所述缓冲器输入转毂内沿圆周设有若干插入卡槽的拨爪，所述 缓冲器输出转毂内若干卡槽之间分别开有与卡槽连通的弹簧安装槽，所述 弹簧安装槽内放置有弹簧，所述弹簧的两端分别与拨爪接触连接。
进一步优选的结构，所述电机减速器总成包括电机减速器壳体、设置 在电机减速器壳体内的电机减速器输出轴，所述电机减速器输出轴一端与 缓冲器输入转毂轴向固定，所述电机减速器输出轴另一端与电机连接，所 述电机减速器输出轴端部与角度位置编码器连接。
本发明通过轴上的螺钉在拨叉的轨迹槽中运动，推动拨叉进入目标档 位，各个档位的切换顺序通过拨叉上的轨迹槽设计来确定，避免了在换挡 遇到阻碍时拨叉推不进档位而电机赌转，造成电机和操纵机构的损坏；本 发明在电机减速器输出端和拨叉轴之间设计了缓冲器，避免了电机减速器 输出端和拨叉轴刚性连接，当换挡遇到阻力时，电机的输出转矩将转换为 弹簧的弹性势能储存在缓冲器中，在阻力减小时带动拨叉轴转动，从而推 动拨叉换挡，提高了换挡操纵装置的使用寿命。本发明避免了驾驶员手动 换挡时，未按照分动器换挡先后顺序导致的误操作，并极大简化了驾驶员 在复杂路面切换分动器档位的操作，可实现快捷准确的换挡操作。
附图说明
图1是本发明结构剖视图；
图2是本发明高速非锁止档状态示意图；
图3是本发明高速锁止档状态示意图；
图4是本发明空档状态示意图；
图5是本发明低速档状态示意图；
图6是本发明第一轨迹槽和第二轨迹槽示意图；
图7是本发明缓冲器输出转毂和缓冲器输入转毂连接结构示意图；
图8是本发明缓冲器输出转毂和缓冲器输入转毂连接结构示意图。
图中，1-分动器壳体、2-第一螺钉、3-高低档换挡拨叉、4-拨叉轴、5- 差速锁止换挡拨叉、6-第二螺钉、7-缓冲器总成、8-缓冲器壳体、9-电机、 10-电机减速器总成、11-电机减速器壳体、12-角度位置编码器、13-电机减 速器输出轴、14-缓冲器输入转毂、15-卡簧、16-弹簧、17-缓冲器输出转毂、 18-分动器驱动轴、19-差速锁止滑动齿套、20-高低档滑动齿套。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚 地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1—图5所示，本发明包括分动器壳体1和设置在分动器壳体1内 的拨叉轴4，所述拨叉轴4端部伸出分动器壳体1外的部分与缓冲器总成7 输出端连接，所述缓冲器总成7输入端与电机减速器总成10输出端连接， 所述电机减速器总成10输入端与电机9连接，所述拨叉轴4上固定有凸出 于拨叉轴4且相互间隔的第一螺钉2和第二螺钉6，所述拨叉轴4上套有高 低档换挡拨叉3和差速锁止换挡拨叉5；所述高低档换挡拨叉3上设有套在 拨叉轴4上的高低档换挡移动套3.1，所述高低档换挡移动套3.1上开有第 一轨迹槽3.2，所述第一螺钉2处于第一轨迹槽3.2内，所述高低档换挡拨 叉3底部与高低档滑动齿套20连接；所述差速锁止换挡拨叉5上设有套在 拨叉轴4上的差速锁止换挡移动套5.1，所述差速锁止换挡移动套5.1上开 有第二轨迹槽5.2，所述第二螺钉6处于第二轨迹槽5.2内，所述差速锁止 换挡拨叉5底部与差速锁止滑动齿套19连接；所述高低档滑动齿套20与 差速锁止滑动齿套19分别滑动套在分动器驱动轴18上。
如图6所示，所述第一轨迹槽3.2在高低档换挡移动套3.1上呈螺旋状 布置。所述第一轨迹槽3.2包括相互连接的从起始端开始的零轴向行程段 AB和轴向行程段BD。所述第二轨迹槽5.2在差速锁止换挡移动套5.1上呈 螺旋状布置。所述第二轨迹槽5.2包括依次连接的从起始端开始的第一正向 行程段EF、第一反向行程段FG和第二正向行程段GH，所述第一正向行程 段EF、第一反向行程段FG与第二正向行程段GH在差速锁止换挡移动套5.1 上的轴向位移相等。所述零轴向行程段AB与第一正向行程段EF对应，所 述轴向行程段的一部分BC与第一反向行程段FG对应，所述轴向行程段的 另一部分CD与第二正向行程段GH对应。
如图7、图8所示，所述缓冲器总成7包括缓冲器壳体8，所述缓冲器 壳体8内设有与拨叉轴4周向固定连接的缓冲器输出转毂17，所述缓冲器 输出转毂17和缓冲器输入转毂14通过卡簧15轴向固定，所述缓冲器输出 转毂17内沿圆周设有若干卡槽17.1，所述缓冲器输入转毂14内沿圆周设 有若干插入卡槽17.1的拨爪14.1，所述缓冲器输出转毂17内若干卡槽17.1 之间分别开有与卡槽17.1连通的弹簧安装槽17.2，所述弹簧安装槽17.2内 放置有弹簧16，所述弹簧16的两端分别与拨爪14.1接触连接。
如图1所示，所述电机减速器总成10包括电机减速器壳体11、设置在 电机减速器壳体11内的电机减速器输出轴13，所述电机减速器输出轴13 一端与缓冲器输入转毂14轴向固定，所述电机减速器输出轴13另一端与 电机9连接，所述电机减速器输出轴13端部与角度位置编码器12连接， 本发明中，电机9中心的电机轴轴为蜗杆，与电机9相配合的电机减速器 输出轴13为蜗轮，即蜗轮与蜗杆的结构配合。
如图2、图3所示，下面以分动器由高速非锁止档(H)换入高速锁止 档(HL)为例介绍本发明的换挡工作原理：图2中所示拨叉位置为高速非 锁止档位，首先分动器控制单元(TCU)采集换挡开关信号，判断驾驶员 意图，并采集车速、当前档位等车辆状态信号。若车辆状态满足分动器换 挡条件，则分动器控制单元(TCU)驱动电机旋转，以电机为动力带动拨 叉轴转动，完成换挡，当分动器控制单元(TCU)采集换挡开关信号，判 断驾驶员意图，并判断车辆状态满足从高速非锁止档(H)换入高速锁止档 (HL)的条件后，控制电机9转动带动拨叉轴4顺时针旋转α°。由于高 低档换挡拨叉3的第一轨迹槽在0°到α°之间的部分没有轴向位移即零轴 向位移段AB，故当拨叉轴4带动第一螺钉2顺时针旋转时，高低档换挡拨 叉3保持原位不动，即保持高速档位。而差速锁止换挡拨叉5的第二轨迹 槽在0°到α°之间的部分是不断向左端延伸的，即从E处至F处，故当 拨叉轴4带动第二螺钉6顺时针旋转时，差速锁止换挡拨叉5会被第二螺 钉6向右推动，即进入锁止档位。综上所述，当控制电机9转动带动拨叉 轴4顺时针旋转α°后，分动器由高速非锁止档(H)换入高速锁止档位 (HL)，如想由HL档换入H档，只需控制电机9带动拨叉轴4逆时针旋转 α°即可。
以此类推，当控制电机9转动带动拨叉轴4继续旋转时，第一螺钉2 和第二螺钉6通过轨迹槽推动高低档换挡拨叉3和差速锁止换挡拨叉5按 照顺序换入相应目标档位空档，即如图4所示，最终换入低速档位，即如 图5所示。
本发明高低档换挡拨叉3空套在拨叉轴4上，并可推动高低档滑动齿 套20在分动器驱动轴18上左右滑动，完成高速和低速两个档位的切换。 差速锁止换挡拨叉5空套在拨叉轴4上，并可推动差速锁止滑动齿套19在 分动器驱动轴18上左右滑动，完成差速锁止和非锁止两个档位的切换。角 度位置编码器12固定在电机减速器壳体11上，电机减速器壳体11固定在 缓冲器壳体8上，缓冲器壳体8固定在分动器壳体1上。电机9输出的动 力通过电机减速器输出轴13传递给缓冲器输入转毂14，再由缓冲器输出转 毂17传递给拨叉轴4，电机减速器输出轴13的输出端和缓冲器输入转毂端 面14固定连接，可同步旋转，其旋转角度通过角度位置编码器12反馈给 分动器控制单元(TCU)。拨叉轴4和缓冲器输出转毂17周向固定连接， 可同步旋转，求缓冲器输入转毂14和电机减速器输出轴13可同步旋转。 缓冲器输出转毂17和缓冲器输入转毂14通过卡簧15轴向固定，缓冲器输 入转毂14和缓冲器输出转毂17可相对旋转，弹簧16安装在缓冲器输入转 毂14和缓冲器输出转毂17之间，当电机9通过电机减速器输出轴13带动 缓冲器输入转毂14旋转时，缓冲器输入转毂14的拨爪14.1首先压缩弹簧 16，而后弹簧16推动缓冲器输出转毂17转动，从而带动拨叉轴4旋转， 这样缓冲器总成7就起到了保护换挡操纵装置，延长其使用寿命的作用。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有 技术。
