一种换挡结构、换挡结构的控制方法及变速箱与流程

本发明涉及变速箱，具体涉及一种换挡结构、换挡结构的控制方法及变速箱。

背景技术：

1、变速箱总成是汽车的重要组成部分，其挡位的变换是通过操纵机构控制变速箱不同齿轮的啮合和断开，从而改变动力传递的传动比来实现的，变速箱换挡的方式分为滑动齿套换挡和滑移齿轮换挡。

2、专利cn214248270u公开了一种滑动齿套，其啮合齿包括前段齿及后段齿，前段齿的前端端面具有尖顶锥形部，前段齿的后端端面为径向由内向外且向前倾斜的倾斜面；且前段齿与后段齿之间的分隔处的齿套本体上均嵌设有圆形的石墨柱，提高了滑动齿套的使用寿命，且嵌设石墨柱能增加滑动齿套和齿圈轴向滑移配合的润滑效果。

3、然而，由于该滑动齿套的对齿结构为尖齿，该形状为撞击挂挡，存在较大冲击，且应力集中。且现有技术中的主箱挂挡一般采用阶跃控制，挂挡时电磁阀全开，拨叉直接挂挡，对齿时冲击振动剧烈，严重影响变速箱性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种换挡结构，解决现有技术中的变速箱在挂挡时滑动齿套与齿毂对齿存在较大冲击，且应力集中，影响变速箱性能的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种换挡结构，包括：

4、齿毂，具有供转轴穿设的轴孔，且设有外花键齿，所述外花键齿在所述齿毂轴向上的端部设为平面，以形成有碰撞端面；

5、齿套，用以滑动设于所述转轴，并跟随所述转轴同步转动，且设有内花键齿，所述内花键齿靠近所述碰撞端面的一侧设为平面，并能够滑动至与所述外花键齿啮合；及

6、驱动部，与所述齿套驱动连接，且具有挂挡状态及关停状态，并在处于所述挂挡状态时能够施加驱动力以驱使所述齿套靠近所述齿毂，直至所述内花键齿与所述外花键齿啮合，并在处于所述关停状态卸去驱动力。

7、在一些实施例中，所述齿套的外侧壁设有卡槽，所述卡槽沿所述齿套的周向延伸；

8、所述驱动部包括驱动气缸、阀门、高压气罐及拨叉，所述驱动气缸的缸体连通所述高压气罐，所述阀门设于所述缸体与所述高压气罐的连接管路上，所述拨叉安装于所述驱动气缸的活塞杆，且其拨叉臂伸入所述卡槽。

9、在一些实施例中，所述驱动气缸为三位气缸，所述连接管路设有两个，两个所述连接管路中的一个连接所述缸体的进气口与所述高压气罐，另一个连接所述缸体的排气口与所述高压气罐；

10、所述阀门包括两个两位三通电磁阀，两个所述两位三通电磁阀分别设于两个所述连接管路。

11、在一些实施例中，所述驱动部还包括位移传感器，所述位移传感器对应于所述拨叉，用于监测所述拨叉的位移。

12、在一些实施例中，所述外花键齿与所述内花键齿均为渐开线花键，且为齿侧定心方式配合。

13、在一些实施例中，所述齿毂在其轴向上的一侧设有环形凸起，所述环形凸起围设于所述轴孔，所述外花键齿设于所述环形凸起的外壁面。

14、第二方面，本发明还提供一种换挡结构的控制方法，用于如上任意一项所述的换挡结构，所述换挡结构的控制方法包括步骤：

15、控制所述驱动部切换至所述挂挡状态，且在持续第一预设时间后，获取所述齿套的实际位移，并判断所述齿套的实际位移是否为标准位移；

16、当所述齿套的实际位移非所述标准位移时，先控制所述驱动部切换至所述关停状态，再控制所述驱动部切换至所述挂挡状态，并在所述关停状态与所述挂挡状态间循环切换，直至所述齿套的实际位移满足所述标准位移，其中，所述驱动部在循环切换过程中，在所述关停状态持续第二预设时间t2，并在所述挂挡状态持续第三预设时间t3，满足，t2＞t3。

17、在一些实施例中，所述的控制所述驱动部切换至所述挂挡状态，且在持续第一预设时间后，获取所述齿套的实际位移，并判断所述齿套的实际位移是否为标准位移的步骤之前还包括：

18、获取变速箱主动端与被动端的实际速差，当所述实际速差达到预设值时，控制所述驱动部切换至所述挂挡状态。

19、在一些实施例中，所述第二预设时间t2与所述第三预设时间t3满足，50毫秒≤（t2+t3）≤200毫秒。

20、第三方面，本发明还提供一种变速箱，该变速箱包括如上任意一项所述的换挡结构。

21、与现有技术相比，本发明提供的换挡结构中，一方面由于齿毂外花键齿与齿套内花键齿相邻的端面均为平面，如此在挂挡过程中出现对齿时，齿毂与齿套为平面接触，受力均匀，并使得内花键齿与外花键齿在碰撞过程中产生滑动摩擦，进而通过滑动摩擦实现转速同步，相对于圆齿或尖齿直接碰撞同步转速，本方案可以部分降低挂挡冲击；另一方面，当出现对齿时，能够通过将驱动部在挂挡状态与关停状态之间周期性的来回切换，使得齿套位移在该控制逻辑下来回震荡，而不会一直顶着齿毂导致挂挡失败，大幅提升挂挡成功率，且在该控制逻辑下换挡力相对较小，有利于降低挂挡冲击，进而降低对变速箱的不利影响。

1.一种换挡结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换挡结构，其特征在于，所述齿套的外侧壁设有卡槽，所述卡槽沿所述齿套的周向延伸；

3.根据权利要求2所述的换挡结构，其特征在于，所述驱动气缸为三位气缸，所述连接管路设有两个，两个所述连接管路中的一个连接所述缸体的进气口与所述高压气罐，另一个连接所述缸体的排气口与所述高压气罐；

4.根据权利要求2所述的换挡结构，其特征在于，所述驱动部还包括位移传感器，所述位移传感器对应于所述拨叉，用于监测所述拨叉的位移。

5.根据权利要求1所述的换挡结构，其特征在于，所述外花键齿与所述内花键齿均为渐开线花键，且为齿侧定心方式配合。

6.根据权利要求1所述的换挡结构，其特征在于，所述齿毂在其轴向上的一侧设有环形凸起，所述环形凸起围设于所述轴孔，所述外花键齿设于所述环形凸起的外壁面。

7.一种换挡结构的控制方法，用于如权利要求1至6中任意一项所述的换挡结构，其特征在于，所述换挡结构的控制方法包括步骤：

8.根据权利要求7所述的换挡结构的控制方法，其特征在于，所述的控制所述驱动部切换至所述挂挡状态，且在持续第一预设时间后，获取所述齿套的实际位移，并判断所述齿套的实际位移是否为标准位移的步骤之前还包括：

9.根据权利要求7所述的换挡结构的控制方法，其特征在于，所述第二预设时间t2与所述第三预设时间t3满足，50毫秒≤（t2+t3）≤200毫秒。

10.一种变速箱，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的换挡结构。