【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开一种集成式变速器换挡机构及换挡系统，按国际专利分类表(ipc)划分属于汽车变速器。
技术介绍
1、根据国家相关部门发布gb19578—2021《乘用车燃料消耗量限值》标准要求，为了满足日趋严格的燃油经济性目标，纯电化及混动化为各大汽车厂商汽车动力总成的主要技术路线。目前市场纯电动及混动变速器主要产品为单档位，产品开发过程中均能保证在城市工况满足燃油经济性目标，但在高速工况，由于变速器档位过少，发动机或电机工作工况无法长期维持在高效率区，故高速工况燃油性经济性较差。随着纯电及混动车型的发展，适当的多档化变速器将是发展趋势。
2、在乘用车、商用车变速器传动系统领域，多档位变速器档位的切换常采用同步器结构；市场目前实现同步器档位切换的换挡作动机构主要有液压换挡、电机换挡两大类；液压换挡系统由于复杂的阀体及油路，导致液压系统制造精度及制造难度加大，增大液压系统的开发成本，同时高压油泵存在持续工作提供压力才能换挡导致变速器总成的能耗损失偏高问题；电机换挡通过机械减速机构减速增扭，系统结构简单、可靠性好、成本低；电机换挡系统响应时间短，可以更好的实现换挡控制，而且电机换挡时才工作，降低了变速器总成的能耗损失；故电机换挡系统在变速器总成效率、成本具备一定优势。
3、电机换挡系统主要可分为两大类：选换挡独立控制换挡机构、单电机毂式换挡机构；选换挡独立控制换挡机构需要两个电机实现选挡和换挡功能，该机构除了包括换挡电机和选挡电机外，还要实现互锁功能，导致换挡系统较复杂、占用空间大且成本较高等缺点；单电机毂式换挡
4、目前市场以外平行轴三级减速换挡毂结构形式居多，如中国文献cn112780768a公开一种换挡毂结构，其主要构架为换挡电机外部啮合两对双联齿减速后再和换挡毂上的齿轮连接，最终驱动换挡毂旋转换挡；该结构成本相对较低，但需要在换挡毂总成外侧的壳体上预留多个三级减速机构的安装孔，不仅加大壳体的加工难度，而且占用较大整机外部布置空间。对某些整机布置空间有较高要求的开发项目，外平行轴三级减速换挡毂结构往往不能无法满足整机布置需求。
5、另外目前市场单电机毂式换挡机构，常规换挡逻辑设计均为一个换挡滑轨控制一个换挡拨叉，换挡毂控制多个换挡拨叉需在换挡毂上设计多条换挡滑轨与之一一对应；多条换挡滑轨结构不仅结构复杂，增大换挡毂总成轴向长度，而且系统成本整加。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种集成式变速器换挡机构，可以为纯电动及混动变速器提供一种输出承载扭矩更大、换挡毂总成轴向径向空间更小、产品成本更低的换挡机构。
2、本专利技术一种集成式变速器换挡机构，包括动力输入的换挡电机，推动换挡拨叉实现换挡的换挡毂总成，位于换挡电机及换挡毂总成之间的一级类行星排减速齿轮机构，与换挡毂总成配合的换挡拨叉系统总成。
3、本专利技术换挡电机作为动力输入端，换挡电机的输出轴与换挡电机输出轴齿轮固联，换挡电机输出轴齿轮经过换挡毂总成腔体内部集成的一级类行星排减速齿轮机构，可实现减速增扭的作用；一级类行星排减速齿轮机构与换挡电机、换挡毂总成同轴布置；一级类行星排减速齿轮机构中换挡电机输出轴齿轮作为输入，与行星齿轮总成的左行星齿轮啮合传动，行星齿轮总成的左行星轮外侧与固定的左内齿圈啮合传动；行星架的支撑轴与行星齿轮总成径向定位配合，左行星齿轮分别与换挡电机输出轴齿轮和固定的左内齿圈啮合传动，使行星齿轮总成绕行星架的支撑轴自转；行星齿轮总成的左行星齿轮与右行星齿轮为一体件结构，行星齿轮总成中的右行星轮与右内齿圈啮合，行星架与行星齿轮总成组成的系统可绕右内齿圈轴线自由公转，使得动力传递至右内齿圈，右内齿圈与换挡毂总成内腔固联；换挡电机在一级类行星排减速机构的动力传递路线为：换挡电机输出轴齿轮—左行星齿轮/右行星齿轮—右内齿圈—换挡毂总成内腔，最终传递至换挡毂总成并驱动换挡毂旋转。
4、进一步，换档毂沿周向根据换挡逻辑设计有若干换挡滑轨，每一换挡滑轨内配置两个或两个以上的换挡拨叉总成的拨叉滑块，各拨叉滑块以一定角度布置在换挡滑轨内，同一换挡滑轨内的各拨叉滑块交替共用相对应相位的换挡斜坡。
5、根据变速器总成目标档位换挡逻辑图，在换挡毂总成外径沿周设计有满足换挡逻辑的换挡滑轨，同时各档位的换挡拨叉总成紧凑布置在换挡毂总成外径沿周，各档换挡拨叉滑块根据换挡逻辑图中角度要求布置在换挡毂总成沿周的换挡滑轨内，换挡拨叉总成上的换挡拨叉轴两端通过拨叉衬套安装在变速器壳体上的拨叉孔内实现径向定位，换挡拨叉总成可以沿拨叉轴方向自由移动；换挡毂总成旋转，换挡毂总成沿周滑轨斜坡推动换挡拨叉总成的拨叉滑块，拨叉滑块受到换挡滑轨斜坡径向分力和轴向分力；换挡拨叉总成上的换挡拨叉轴两端通过拨叉衬套实现径向定位，换挡滑轨斜坡径向分力被拨叉衬套支撑力抵消，拨叉滑块只能通过换挡毂滑轨斜坡轴向分力运动，实现换挡毂总成旋转运动转变为换挡拨叉总成沿拨叉轴轴向运动转化，换挡拨叉上的叉爪推动变速器轴系上的同步器轴向移动，实现变速器摘挡挂挡功能。
6、本专利技术方案中一个换挡滑轨，配合多个换挡拨叉总成实现多个档位的控制，与现有单电机毂式换挡机构的一个换挡滑轨控制一个换挡拨叉总成相比，减小了换挡毂总成轴向尺寸。
7、本专利技术还提供一种换挡系统，其包括两套所述的一种集成式变速器换挡机构，两套集成式变速器换挡机构分别独立控制双轴变速箱上奇、偶挡位同步器，实现奇、偶挡位单独挂挡和奇、偶挡位同时挂挡功能。
8、本专利技术为集成式变速器换挡机构，机构内只有一个行星架结构，与现有两级行星排减速机构换挡毂系统相比，左行星齿轮与右行星齿轮为一体件结构，同时取消强度薄弱的二级太阳轮，采用行星轮输入替代太阳轮承扭；因行星轮的外廓尺寸设计可以明显大于太阳轮，而且行星系统至少有三个行星轮分担系统载荷，该结构可以有效改善系统大速比大扭矩导致的行星减速系统太阳轮强度不足的问题；本专利技术的减速机构有效减小了换挡毂总成的径向尺寸。
9、本专利技术具有结构简单、零部件数量少、轴向径向空间紧凑、成本低、承载扭矩强等诸多优点。
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1.一种集成式变速器换挡机构，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换档毂沿周向根据换挡逻辑设计有若干换挡滑轨，每一换挡滑轨内配置两个或两个以上的换挡拨叉总成的拨叉滑块，各拨叉滑块以一定角度布置在换挡滑轨内，同一换挡滑轨内的各拨叉滑块交替共用相对应相位的换挡斜坡。
3.根据权利要求2所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成换挡相位逻辑，换挡毂总成上设有一换挡滑轨，与之配合的多个换挡拨叉实现多个档位的控制，换挡拨叉上的拨叉轴两端径向定位，换挡毂总成旋转，换挡毂总成沿周换挡滑轨的换挡斜坡推动换挡拨叉的拨叉滑块，拨叉滑块受到换挡滑轨斜坡轴向分力，实现换挡毂总成旋转运动转变为换挡拨叉总成沿拨叉轴轴向运动转化，换挡拨叉上的换挡叉爪推动变速器轴系上的同步器轴向移动，实现变速器摘挡挂挡功能。
4.根据权利要求2或3所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成设有机械限位装置，保证换挡毂总成工作行程小于360°，确保换挡毂相位的唯一性；在工作行程内以固定角度设定多个相位，每个相位对应一个换挡工况
5.根据权利要求4所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成供一个换挡相位给驻车系统的驻车拨叉，作为驻车系统的驱动力。
6.根据权利要求1所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：左行星齿轮与右行星齿轮同轴布置且为一体件结构组成行星齿轮总成。
7.根据权利要求1所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成具有容置腔，一级类行星排减速齿轮机构设置于容置腔内。
8.根据权利要求7所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成的左侧通过换挡毂总成容置腔与左内齿圈的外圈之间安装左轴承实现连接及自由旋转，换挡毂总成的右侧通过换挡毂总成底部轴承安装外圈与变速器壳体轴承安装内圈之间安装右轴承实现连接及自由旋转。
9.根据权利要求1所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：一级类行星排减速齿轮机构设置于换挡毂总成外侧。
10.一种换挡系统，其特征在于：包括两套如权利要求1至9之一所述的一种集成式变速器换挡机构，两套集成式变速器换挡机构分别独立控制双轴变速箱上奇、偶挡位同步器，实现奇、偶挡位单独挂挡和奇、偶挡位同时挂挡功能。
...【技术特征摘要】
1.一种集成式变速器换挡机构，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换档毂沿周向根据换挡逻辑设计有若干换挡滑轨，每一换挡滑轨内配置两个或两个以上的换挡拨叉总成的拨叉滑块，各拨叉滑块以一定角度布置在换挡滑轨内，同一换挡滑轨内的各拨叉滑块交替共用相对应相位的换挡斜坡。
3.根据权利要求2所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成换挡相位逻辑，换挡毂总成上设有一换挡滑轨，与之配合的多个换挡拨叉实现多个档位的控制，换挡拨叉上的拨叉轴两端径向定位，换挡毂总成旋转，换挡毂总成沿周换挡滑轨的换挡斜坡推动换挡拨叉的拨叉滑块，拨叉滑块受到换挡滑轨斜坡轴向分力，实现换挡毂总成旋转运动转变为换挡拨叉总成沿拨叉轴轴向运动转化，换挡拨叉上的换挡叉爪推动变速器轴系上的同步器轴向移动，实现变速器摘挡挂挡功能。
4.根据权利要求2或3所述的一种集成式变速器换挡机构，其特征在于：换挡毂总成设有机械限位装置，保证换挡毂总成工作行程小于360°，确保换挡毂相位的唯一性；在工作行程内以固定角度设定多个相位，每个相位对应一个换挡工况；通过控制换挡毂相位角度位置，可实现变速器的...
【专利技术属性】
技术研发人员：段志辉，潘思远，邢杰，冉茂强，张敏，
申请(专利权)人：厦门国创中心先进电驱动技术创新中心，
类型：发明
国别省市：
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