本發(fā)明涉及變速箱，具體涉及一種電控換擋變速箱、變速系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、長期以來，收獲機械的變速換擋一直依賴駕駛員的手動操作，這一過程既繁瑣又容易出錯，對作業(yè)效率構成了不小的挑戰(zhàn)。隨著用戶，特別是年輕機手對舒適性的要求日益提高，對換擋性能的需求也隨之提升。因此，電控液壓掛擋變速箱應運而生，通過翹板開關實現(xiàn)一鍵換擋，簡化了操作流程。為解決上述問題，中國專利cn118224292a提出了一種amt變速箱的靜態(tài)換擋控制方法、設備及介質(zhì)。雖然該方法通過變速箱控制單元實現(xiàn)了目標擋位的掛擋操作，并驅(qū)動離合器慢合至預設滑摩點位置，但仍存在：電推桿與控制機構之間的協(xié)同不夠緊密，導致?lián)Q擋精度受限；叉軸和撥叉的設計缺乏優(yōu)化，使得換擋過程不夠平順和穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生振動和噪音。此外，換擋操作復雜且缺乏實時監(jiān)測機制，容易引發(fā)安全隱患，如車輛失控或熄火，從而增加了駕駛的復雜性和危險性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種電控換擋變速箱、變速系統(tǒng)及方法。

2、本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種電控換擋變速箱，包括變速箱，以及與變速箱相配合的傳動機構、電推桿機構和控制機構，其中：

4、傳動機構，包括一軸總成、二軸總成，其中；

5、一軸總成，包括二擋主動齒輪、三擋主動齒輪；

6、二軸總成，包括一擋被動齒輪、二擋被動齒輪、三擋被動齒輪，及相配合的齒套和齒座；

7、電推桿機構，包括用于控制一擋掛擋及摘擋的電推桿ⅰ，以及用于控制二三擋掛擋及摘擋的電推桿ⅱ；

8、控制機構，包括控制器，控制器用于選擇換擋控制策略，即換擋時間、換擋速度、換擋到位、摘擋到位。

9、本技術方案通過電推桿機構和控制機構的協(xié)同工作，實現(xiàn)對傳動機構中不同擋位齒輪的嚙合與分離，從而完成換擋操作。具體地，傳動機構由一軸總成和二軸總成組成；一軸總成包含二擋主動齒輪和三擋主動齒輪，主動齒輪與發(fā)動機輸出的動力相連，通過旋轉(zhuǎn)傳遞動力；二軸總成包含一擋被動齒輪、二擋被動齒輪和三擋被動齒輪，以及相配合的齒套和齒座；齒套在齒座上滑動，通過電推桿機構的推動，與不同的被動齒輪嚙合或分離，從而實現(xiàn)不同的擋位；電推桿ⅰ專門用于控制一擋的掛擋和摘擋，當駕駛員選擇一擋時，電推桿ⅰ推動齒套與一擋被動齒輪嚙合；當需要摘下一擋時，電推桿ⅰ則反向推動齒套，使其與一擋被動齒輪分離；電推桿ⅱ用于控制二擋和三擋的掛擋及摘擋，由于二擋和三擋的主動齒輪和被動齒輪都位于一軸總成和二軸總成上，因此電推桿ⅱ需要更復雜的運動來確保齒套能夠準確地與二擋或三擋被動齒輪嚙合或分離；控制機構用于接收駕駛員的換擋信息，并根據(jù)車輛的運行狀態(tài)選擇合適的換擋控制策略。

10、另外，根據(jù)本發(fā)明上述提出電控換擋變速箱、變速系統(tǒng)及方法還具有如下附加技術特征：

11、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述傳動機構還包括叉軸和撥叉，電推桿機構直接將動力作用于叉軸，叉軸帶動撥叉、齒套移動，完成掛擋或摘擋。

12、本技術方案通過引入叉軸和撥叉，使得電推桿機構能夠直接將動力作用于叉軸，進而帶動撥叉和齒套移動，完成掛擋或摘擋的操作。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制機構還包括電控按鈕，控制機構根據(jù)電控按鈕的信息，將信號傳給電推桿機構，電推桿機構帶動傳動機構工作。

14、本技術方案通過增加電控按鈕，使得控制機構能夠根據(jù)電控按鈕的信息，將相應的信號傳遞給電推桿機構，從而驅(qū)動傳動機構進行工作，實現(xiàn)換擋功能。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電推桿機構的電推桿ⅰ和電推桿ⅱ，均采用dc24v電壓、500n推力，250n自鎖力、移動速度為20mm/s的電推桿總成。

16、本技術方案通過指定電推桿ⅰ和電推桿ⅱ采用特定規(guī)格的電推桿總成，以確保電推桿機構具有足夠的驅(qū)動力和穩(wěn)定性，滿足換擋需求。

17、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述齒套包括一擋嚙合套、二三擋嚙合套；一擋嚙合套向左移動為掛一擋，向右移動為摘一擋；二三擋嚙合套向左移動為掛三擋，向右移動為摘三擋；再向右移動為掛二擋，向左移動為摘二擋。

18、本技術方案通過改進齒套的運動方式和擋位對應關系，使得一擋嚙合套和二三擋嚙合套能夠根據(jù)不同的移動方向?qū)崿F(xiàn)掛擋和摘擋操作，從而清晰地定義齒套的功能和工作原理。

19、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述叉軸包括一擋叉軸、二三擋叉軸；電推桿ⅰ的活塞端與對應的一擋叉軸相配合，完成一擋掛擋及摘擋；電推桿ⅱ的活塞端與對應的二三擋叉軸相配合，完成二三擋掛擋及摘擋。

20、本技術方案通過定義叉軸包括一擋叉軸和二三擋叉軸，并分別配合電推桿ⅰ和電推桿ⅱ的活塞端，實現(xiàn)一擋和二三擋的掛擋及摘擋操作，進一步明確叉軸和電推桿機構之間的配合關系。

21、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述電推桿ⅰ和電推桿ⅱ通過連接螺栓并排固定于變速箱側(cè)部，電推桿ⅰ和電推桿ⅱ均通過連接線與控制器的接口相連。

22、本技術方案通過描述電推桿ⅰ和電推桿ⅱ的固定方式和與控制器的連接方式，確保電推桿機構能夠穩(wěn)定地安裝于變速箱上，并有效地接收控制器的指令進行工作。

23、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電控換擋變速系統(tǒng)。

24、一種電控換擋變速系統(tǒng)，系統(tǒng)還包括差速器總成、左半軸、右半軸，其中：

25、差速器總成，位于電控換擋變速箱的后方，差速器總成與電控換擋變速箱的輸出軸相連，接收來自變速箱的動力；差速器總成通過左半軸和右半軸與車輛的驅(qū)動輪相連，將動力分配到驅(qū)動輪上。

26、本技術方案通過電控換擋變速箱實現(xiàn)的擋位調(diào)整，然后通過差速器總成將動力合理地分配到左右驅(qū)動輪上，再通過左半軸和右半軸將動力穩(wěn)定地傳輸?shù)津?qū)動輪上，從而確保車輛在各種路況下都能獲得最佳的動力性能和操控性能。具體地，首先，電控換擋變速箱通過電控方式調(diào)整擋位，從而優(yōu)化動力輸出；速箱內(nèi)部的傳動機構、電推桿機構和控制機構協(xié)同工作；動力從變速箱的輸出軸傳遞到差速器總成；差速器總成位于變速箱的后方，將動力分配到左右兩個驅(qū)動輪上的重要任務；動力通過左半軸和右半軸分別傳遞到車輛的左驅(qū)動輪和右驅(qū)動輪上；當車輛轉(zhuǎn)彎時，左右驅(qū)動輪能夠以不同的速度旋轉(zhuǎn)，從而保持車輛的穩(wěn)定性和操控性。

27、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種電控換擋變速方法。

28、一種電控換擋變速方法，包括如下步驟：

29、s1、空擋位置判斷與信息處理：

30、s11、駕駛員發(fā)出信息：駕駛員通過電控按鈕發(fā)出換擋或摘擋的信息；

31、s12、接收并解析信息：控制機構接收駕駛員發(fā)出的信息，并解析信息內(nèi)容，確定是要進行掛擋還是摘擋操作；

32、s13、判斷當前擋位：控制機構通過傳感器或內(nèi)部狀態(tài)判斷當前擋位是否處于空擋位置；

33、s14、選擇操作路徑：

34、如果當前擋位處于空擋位置，則選擇進入步驟s2進行掛擋或摘擋操作；

35、如果當前擋位不處于空擋位置，則選擇進入步驟s3進行擋位間切換；

36、s2、空擋位置時的掛擋與摘擋過程：

37、s21、掛擋操作：

38、s211、發(fā)送掛擋信息：控制機構將掛擋信息發(fā)送給對應的電推桿總成；

39、s212、電推桿工作：電推桿總成接收到信息后開始工作，將動力作用于叉軸；

40、s213、叉軸與撥叉移動：叉軸帶動撥叉移動，進而帶動齒套與所選擋位的被動齒輪嚙合；

41、s214、確認掛擋成功：控制機構通過傳感器檢測齒套與被動齒輪的嚙合狀態(tài)，確認掛擋是否成功；

42、s215、更新?lián)跷粻顟B(tài)：如果掛擋成功，控制機構更新內(nèi)部擋位狀態(tài)為所選擋位；

43、s22、摘擋操作：

44、s221、發(fā)送摘擋信息：駕駛員發(fā)出摘擋信息后，控制機構將摘擋信息發(fā)送給對應的電推桿總成；

45、s222-s225、與步驟s212-s215類似，但方向相反，完成摘擋操作并更新?lián)跷粻顟B(tài)為空擋；

46、s3、擋位間切換過程：

47、s31、判斷并處理當前擋位：

48、s311、發(fā)送摘擋信息：控制機構首先判斷當前擋位，并將摘擋信息發(fā)送給當前擋位對應的電推桿總成；

49、s312-s314、與步驟s212-s214類似，但目的是使齒套與當前擋位的被動齒輪脫離嚙合；

50、s315、確認摘擋成功：控制機構確認齒套已完全脫離當前擋位的被動齒輪；

51、s32、執(zhí)行掛擋操作：

52、s321、發(fā)送掛擋信息：在摘擋操作同時，控制機構將掛擋信息發(fā)送給目標擋位對應的電推桿總成；

53、s322-s325、與步驟s212-s215類似，但目標是使齒套與目標擋位的被動齒輪嚙合，并更新?lián)跷粻顟B(tài)為目標擋位。

54、本技術方案通過駕駛員的電控按鈕輸入，系統(tǒng)能夠接收并解析換擋或摘擋的信息；接著，系統(tǒng)判斷當前擋位是否處于空擋位置，這一步驟是確保換擋操作安全性的關鍵；根據(jù)判斷結(jié)果，系統(tǒng)選擇進入不同的操作路徑：若當前為空擋，則直接進行掛擋或摘擋操作；若非空擋，則先執(zhí)行摘擋操作，再進行掛擋操作以實現(xiàn)擋位間的切換；在空擋位置時的掛擋與摘擋過程中，系統(tǒng)通過發(fā)送信息給對應的電推桿總成，使其工作并帶動叉軸與撥叉移動，進而實現(xiàn)齒套與所選擋位被動齒輪的嚙合或分離；每一步操作后，系統(tǒng)都會通過傳感器檢測并確認操作是否成功，并據(jù)此更新內(nèi)部擋位狀態(tài)；在擋位間切換過程中，系統(tǒng)首先判斷當前擋位，并發(fā)送摘擋信息使齒套與當前擋位被動齒輪脫離嚙合；同時或隨后，系統(tǒng)發(fā)送掛擋信息給目標擋位對應的電推桿總成，使齒套與目標擋位被動齒輪嚙合，并更新?lián)跷粻顟B(tài)為目標擋位；整個過程中，系統(tǒng)通過的信息處理、擋位判斷和操作控制，實現(xiàn)電控換擋變速的自動化和智能化，提高換擋的準確性，同時保證駕駛的安全性。

55、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下有益效果：

56、（1）通過電推桿機構和控制機構的協(xié)同工作，實現(xiàn)傳動機構中不同擋位齒輪的嚙合與分離，從而大幅提高換擋的準確性；通過改進引入叉軸和撥叉，優(yōu)化換擋機構的動力傳遞路徑，使得換擋操作更加平順、穩(wěn)定；

57、（2）通過改進控制機構，確保換擋過程的安全性，駕駛員只需通過電控按鈕輸入換擋信息，系統(tǒng)即可自動判斷當前擋位并執(zhí)行相應的換擋操作，整個過程中系統(tǒng)都會實時監(jiān)測并確認操作是否成功，從而有效避免因換擋不當而引發(fā)的安全隱患。