本发明公开了一种智能电控气动式分动箱操纵机构及方法，该机构包括活塞缸、设于活塞缸上的挡位通气单元、活塞杆、设于活塞杆一端的传感单元及设于活塞杆上位于活塞缸与传感单元之间的拨叉和设于拨叉上的同步器；挡位通气单元包括设于活塞缸侧面的空挡通气口、高挡通气口、设于活塞缸远离其开口端的低挡通气口、设于活塞缸内部的活塞单元；活塞单元包括设于活塞杆上的空挡活塞、高挡活塞及低挡活塞；传感单元包括设于活塞杆上的分别用于控制高挡和低挡的位置传感器；活塞杆的末端设置有深度和长度根据控制高挡和低挡的位置传感器的触点行程确定的凹槽；通过活塞杆的左右移动，触发位置传感器与凹槽的闭合或断开，进而实现不同挡位的同步切换。
1.一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：车辆整车控制器对路面状态识别，当车辆需要切换高挡时，整车控制器给分动箱控制器发送切换高挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器发送发动机降扭指令；
S200：发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡高速电磁阀动作；
S300：压缩空气从空挡通气口（611）进入活塞缸空挡腔体中，挤压低挡活塞（616）并推动活塞杆（7）向左移动，直到低挡活塞（616）靠在活塞缸左壁，完成退空挡动作，同时活塞杆（7）触发控制高挡的第一位置传感器（92）和控制低挡的第二位置传感器（93）同时断开，分动箱控制器收到两位置传感器断开的信号后，确定空挡已到位；
S400：分动箱控制器将步骤S300中的回空信息发给整车控制器，整车控制器将步骤S100中收到的分动箱换高挡指令转化为升速指令并发送给发动机控制器，整车控制器将发动机调速信息反聩给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断高挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，控制高挡高速电磁阀动作，对应气路通过高挡通气口（612）进入活塞缸内，推动高挡活塞（615）左移，直到与低挡活塞（616）贴合，同步活塞杆左移触发控制高挡的第一位置传感器（92）闭合，高挡结合完成；
S500：当车辆需要切换低挡时，整车控制器给分动箱控制器发送切换低挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器发送发动机降扭指令；
S600：发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡高速电磁阀动作，压缩空气从空挡通气口（611）进入活塞缸空挡腔体中，此时高挡活塞（615）推动活塞杆向右移动，直到高挡活塞（615）靠在活塞缸右壁，完成退空挡动作，此时活塞杆触发控制高挡的第一位置传感器（92）和控制低挡的第二位置传感器（93）同时断开，分动箱控制器收到两位置传感器断开的信号后，确定空挡已到位；
S700：分动箱控制器将回空信息发给整车控制器，整车控制器给发动机控制器发送发动机降速请求，发动机控制器控制发动机降速；整车控制器给ABS控制器发送降低车速请求，控制ABS系统工作，给轮端制动系统加压，降低整车车速，同时分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速，并将主、被动端转速差≤5rpm的条件反馈给整车控制器，直到齿轮主、被动端转速≤5rpm；
S800：分动箱控制器控制低挡高速电磁阀动作，压缩空气从低挡通气口（613）进入活塞缸空挡腔体中，此时低挡活塞（616）推动活塞杆向右移动，直到低挡活塞靠在活塞缸左壁，完成低挡切换动作，此时控制低挡的第二位置传感器（93）闭合，分动箱控制器收到低挡位置传感器闭合的信号后，确定挡位已到位；
用于实现上述智能电控气动式分动箱操纵方法的一种智能电控气动式分动箱操纵机构安装于分动箱上，包括一端开口的活塞缸（6）、设于所述活塞缸（6）上的挡位通气单元（61）、一端设于所述活塞缸（6）开口内的活塞杆（7）、设于所述活塞杆（7）远离所述活塞缸（6）一端的传感单元（9）以及设于所述活塞杆（7）上位于所述活塞缸（6）与所述传感单元（9）之间的拨叉（8）和设于所述拨叉（8）上的同步器（81）；其中，所述挡位通气单元（61）包括间隔设于所述活塞缸（6）侧面的空挡通气口（611）和高挡通气口（612）、设于所述活塞缸（6）远离其开口端的低挡通气口（613）、设于所述活塞缸（6）内部的活塞单元；所述空挡通气口（611）、所述高挡通气口（612）以及所述低挡通气口（613）分别与分动箱控制器上的空挡高速电磁阀、高挡高速电磁阀以及低挡高速电磁阀相连通；
所述活塞单元包括设于所述活塞杆（7）侧壁的空挡活塞（614）和高挡活塞（615）以及设于所述空挡活塞（614）上的低挡活塞（616）；
所述传感单元（9）包括设于所述活塞杆（7）上远离所述活塞缸（6）一端的传感器支撑座（91）和间隔设于所述传感器支撑座（91）上的用于控制高挡的第一位置传感器（92）和用于控制低挡的第二位置传感器（93）；
所述活塞杆（7）的末端设置有凹槽，凹槽的深度和长度根据安装在传感器支撑座（91）上的控制高挡的第一位置传感器（92）和控制低挡的第二位置传感器（93）的触点行程确定；
通过所述活塞杆（7）的左右移动，触发所述第一位置传感器（92）和所述第二位置传感器（93）与凹槽的闭合或断开，并向分动箱控制器发送相应信息，进而实现不同挡位的同步切换。
2.根据权利要求1所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述活塞缸（6）的开口端开口大小刚好供所述活塞杆（7）穿过；
所述空挡活塞（614）和所述高挡活塞（615）均与所述活塞杆（7）轴向固定；所述高挡活塞（615）的一侧与所述活塞杆（7）轴向固定，另一侧与所述活塞缸（6）的内壁固定；
所述空挡活塞（614）或所述高挡活塞（615）的任一方左右移动均可带动所述活塞杆（7）左右移动。
3.根据权利要求2所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述高挡活塞（615）设于所述空挡活塞（614）远离所述低挡通气口（613）的一端，所述空挡活塞（614）上设有L形缺口，所述L形缺口朝向所述高挡活塞（615）；所述低挡活塞（616）的截面为两端垂直的Z字形；
所述低挡活塞（616）的一端设于所述空挡活塞（614）的L形缺口处，并且所述低挡活塞（616）可以沿所述空挡活塞（614）轴向滑动；
所述低挡活塞（616）的一端与所述空挡活塞（614）的一端勾搭卡合时所述低挡活塞（616）与所述高挡活塞（615）之间形成空隙。
4.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述活塞缸（6）的内部沿活塞杆（7）的中心轴线方向依次水平布置有三个截面为矩形且互相连通的空腔，分别为第一空腔、第二空腔、第三空腔；
所述第一空腔位于所述活塞缸（6）内靠近所述低挡通气口（613）的一端；
所述第三空腔的腔口恰好能够供所述活塞杆（7）穿过，所述活塞杆（7）通过所述第三空腔后依次伸入所述第二空腔和所述第一空腔；
所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔的截面积和体积依次缩小，彼此连接处形成连续的台阶；
所述第一空腔和所述第二空腔的连接处在所述活塞缸（6）的内壁形成第一台阶，所述第二空腔和所述第三空腔的连接处在所述活塞缸（6）的内壁形成第二台阶，所述第一台阶的竖直壁为所述活塞缸（6）的第一右壁；所述第二台阶的竖直壁为所述活塞缸（6）的第二右壁。
5.根据权利要求4所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述低挡活塞（616）的一端沿所述第一空腔的内壁滑动时，其另一端沿所述第二空腔的内壁滑动；
所述活塞杆（7）左右移动时，所述高挡活塞（615）沿所述第二空腔的内壁滑动；
所述低挡活塞（616）的左端抵于所述活塞缸（6）的左壁时，所述低挡活塞（616）的右端与所述第二空腔内壁相连接。
6.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述活塞杆（7）在活塞缸（6）内左右滑动时，同时也在所述传感器支撑座（91）内左右滑动；
所述拨叉（8）的一端固定安装于所述活塞杆（7）的中段；
所述同步器（81）固定安装于所述拨叉（8）的另一端，用于使得常啮合齿轮与目标挡位齿轮的转速同步。
7.根据权利要求1‑3和5中任一项所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述第一位置传感器（92）和所述第二位置传感器（93）上分别设有控制传感器开闭的触点开关；
所述第一位置传感器（92）和所述第二位置传感器（93）上的触点开关位于凹槽中时触点是自由状态，离开凹槽时处于压缩状态。
8.根据权利要求1‑3和5中任一项所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：当所述低挡活塞（616）靠在活塞缸（6）左壁时，活塞杆（7）触发第一位置传感器（92）和第二位置传感器（93）同时断开；
当所述高挡活塞（615）左移直到与所述低挡活塞（616）右端贴合时，同步活塞杆（7）左移触发所述第一位置传感器（92）闭合，完成高挡结合；
当高挡活塞（615）靠在活塞缸第二右壁时，活塞杆（7）触发第一位置传感器（92）和控制低挡的第二位置传感器（93）同时断开，完成空挡到位；
当低挡活塞（616）推动活塞杆（7）向右移动，直到低挡活塞（616）靠在活塞缸第一右壁时，第二位置传感器（93）闭合。
9.根据权利要求1‑3和5中任一项所述的一种智能电控气动式分动箱操纵方法，其特征在于：所述低挡活塞（616）与所述空挡活塞（614）的接触位置设置有径向密封圈，所述低挡活塞（616）与所述活塞缸（6）之间亦设置有径向密封圈。
一种智能电控气动式分动箱操纵机构及方法
技术领域
[0001] 本发明属于分动箱挡位控制技术领域，更具体地，涉及一种智能电控气动式分动箱操纵机构及方法。
背景技术
[0002] 所谓分动箱，就是将发动机的动力进行分配的装置，可以将动力输出到后轴，或者同时输出到前/后轴。从这个角度可以看出，分动箱实际上是四驱车上的一个配件。
[0003] 分动箱主要功能把变速箱传递的动力合理的分配给前桥和后桥，另一作用可以作为变速箱副箱，设置两个挡位，增加传动系统的传动比及挡位数，提升整车的动力性和经济性。但由于分动箱输入端连接变速箱，输出端连接传动轴、驱动桥、车轮等系统，两端转动惯量都比较大，传统的同步装置，无法满足要求，不能实现同步挡位切换的要求。传统的操纵系统，只能停车通过结合齿实现硬结合实现高低挡位的切换,严重影响到驾驶体验,换挡可靠性也比较差。
[0004] 因此，急需一种能够实现分动箱高、低挡在车辆正常行驶时快捷切换，提高车辆的动力性，提升驾驶体验的智能化分动箱操纵装置。
发明内容
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种智能电控气动式分动箱操纵机构及控制方法，通过分动箱控制器对发动机转速的控制实现分动箱高、低挡主动端转速的调整，通过在分动箱上安装相应的操纵机构，通过分动箱控制器控制分动箱的空挡、低挡或高挡高速电磁阀动作，进而控制压缩空气从空挡通气口、低挡通气口、或高挡通气口进入活塞缸内，分别通过压缩空气推动低挡活塞或高挡活塞的移动，进一步推动活塞杆的移动，进而控制高挡位置传感器和低挡位置传感器的触点开闭状态，进而实现行车过程中不同挡位的同步切换。通过分动箱控制器对分动箱操纵机构的运作过程进行精准控制，通过对ABS控制实现分动箱高、低挡被动端转速的调整，通过对发动机的控制实现分动箱高、低挡主动端转速的调整，进而实现分动箱高、低挡在车辆正常行驶时快捷切换，提高车辆的动力性，提升驾驶体验；本发明的关键是通过对ABS、发动机、变速箱、分动箱操纵的协调控制，实现在行车条件下，分动箱高低挡的切换，解决了传统操纵系统只能停车通过结合齿实现硬结合实现高低挡位的切换,严重影响到驾驶体验,换挡可靠性差的问题。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种智能电控气动式分动箱操纵机构，安装于分动箱上，包括一端开口的活塞缸、设于所述活塞缸上的挡位通气单元、一端设于所述活塞缸开口内的活塞杆、设于所述活塞杆远离所述活塞缸一端的传感单元以及设于所述活塞杆上位于所述活塞缸与所述传感单元之间的拨叉和设于所述拨叉上的同步器；其中，
[0007] 所述挡位通气单元包括间隔设于所述活塞缸侧面的空挡通气口和高挡通气口、设于所述活塞缸远离其开口端的低挡通气口、设于所述活塞缸内部的活塞单元；所述空挡通气口、所述高挡通气口以及所述低挡通气口分别与所述分动箱控制器上的空挡高速电磁阀、高挡高速电磁阀以及低挡高速电磁阀相连通；所述活塞单元包括设于所述活塞杆侧壁的空挡活塞和高挡活塞以及设于所述空挡活塞上的低挡活塞；
[0008] 所述传感单元包括设于所述活塞杆上远离所述活塞缸一端的传感器支撑座和间隔设于所述传感器支撑座上的用于控制高挡的第一位置传感器和用于控制低挡的第二位置传感器；
[0009] 所述活塞杆的末端设置有凹槽，凹槽的深度和长度根据安装在传感器支撑座上的控制高挡的第一位置传感器和控制低挡的第二位置传感器的触点行程确定；通过所述活塞杆的左右移动，触发所述第一位置传感器和所述第二位置传感器与凹槽的闭合或断开，并向分动箱控制器发送相应信息，进而实现不同挡位的同步切换。
[0010] 进一步地，所述活塞缸的开口端开口大小刚好供所述活塞杆穿过；
[0011] 所述空挡活塞和所述高挡活塞均与所述活塞杆轴向固定；所述高挡活塞的一侧与所述活塞杆轴向固定，另一侧与所述活塞缸的内壁固定；
[0012] 所述空挡活塞或所述高挡活塞的任一方左右移动动均可带动所述活塞杆左右移动。
[0013] 进一步地，所述高挡活塞设于所述空挡活塞远离所述低挡通气口的一端，[0014] 所述空挡活塞上设有L形缺口，所述L形缺口朝向所述高挡活塞；所述低挡活塞的截面为两端垂直的Z字形；
[0015] 所述低挡活塞的一端设于所述空挡活塞的L形缺口处，并且所述低挡活塞可以沿所述空挡活塞轴向滑动；
[0016] 所述低挡活塞的一端与所述空挡活塞的一端勾搭卡合时所述低挡活塞与所述高挡活塞之间形成空隙。
[0017] 进一步地，所述活塞缸的内部沿活塞杆的中心轴线方向依次水平布置有三个截面为矩形且互相连通的空腔，分别为第一空腔、第二空腔、第三空腔；
[0018] 所述第一空腔位于所述活塞缸内靠近所述低挡通气口的一端；
[0019] 所述第三空腔的腔口恰好能够供所述活塞杆穿过，所述活塞杆通过所述第三空腔后依次伸入所述第二空腔和所述第一空腔；
[0020] 所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔的截面积和体积依次缩小，彼此连接处形成连续的台阶；
[0021] 所述第一空腔和所述第二空腔的连接处在所述活塞缸的内壁形成第一台阶，所述第二空腔和所述第三空腔的连接处在所述活塞缸的内壁形成第二台阶，所述第一台阶的竖直壁为所述活塞缸的第一右壁；所述第二台阶的竖直壁为所述活塞缸的第二右壁。
[0022] 进一步地，所述低挡活塞的一端沿所述第一空腔的内壁滑动时，其另一端沿所述第二空腔的内壁滑动；
[0023] 所述活塞杆左右移动时，所述高挡活塞沿所述第二空腔的内壁滑动；
[0024] 所述低挡活塞的左端端抵于所述活塞缸的左壁时，所述低挡活塞的右端与所述第二空腔内壁相连接。
[0025] 进一步地，所述活塞杆在活塞缸内左右滑动时，同时也在所述传感器支撑座内左右滑动；
[0026] 所述拨叉的一端固定安装于所述活塞杆的中段；
[0027] 所述同步器固定安装于所述拨叉的另一端，用于使得常啮合齿轮与目标挡位齿轮的转速同步。
[0028] 进一步地，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器上分别设有控制传感器开闭的触点开关；
[0029] 所述第一位置传感器和所述第二位置传感器上的触点开关位于凹槽中时触点是自由状态，离开凹槽时处于压缩状态。
[0030] 进一步地，当所述低挡活塞靠在活塞缸左壁时，活塞杆触发第一位置传感器和第二位置传感器同时断开；
[0031] 当所述高挡活塞左移直到与所述低挡活塞右端贴合时，同步活塞杆左移触发所述第一位置传感器闭合，完成高挡结合；
[0032] 当高挡活塞靠在活塞缸第二右壁时，活塞杆触发第一位置传感器和控制低挡的第二位置传感器同时断开，完成空挡到位；
[0033] 当低挡活塞推动活塞杆向右移动，直到低挡活塞靠在活塞缸第一右壁时，第二位置传感器闭合。
[0034] 进一步地，所述低挡活塞与所述空挡活塞的接触位置设置有径向密封圈，所述低挡活塞与所述活塞缸之间亦设置有径向密封圈。
[0035] 本发明的另一个方面提供一种智能电控气动式分动箱操纵方法，包括如下步骤：
[0036] S100：车辆整车控制器对路面状态识别，当车辆需要切换高挡时，整车控制器给分动箱控制器发送切换高挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器发送发动机降扭指令；
[0037] S200：发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡高速电磁阀动作；
[0038] S300：压缩空气从空挡通气口进入活塞缸空挡腔体中，挤压低挡活塞并推动活塞杆向左移动，直到低挡活塞靠在活塞缸左壁，完成退空挡动作，同时活塞杆触发控制高挡的第一位置传感器和控制低挡的第二位置传感器同时断开，分动箱控制器收到两位置传感器断开的信号后，确定空挡已到位；
[0039] S400：分动箱控制器将步骤S300中的回空信息发给整车控制器，整车控制器将步骤S100中收到的分动箱换高挡指令转化为升速指令并发送给发动机控制器，整车控制器将发动机调速信息反聩给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断高挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，控制高挡高速电磁阀动作，对应气路通过高挡通气口进入活塞缸内，推动高挡活塞左移，直到与低挡活塞贴合，同步活塞杆左移触发控制高挡的第一位置传感器闭合，高挡结合完成；
[0040] S500：当车辆需要切换低挡时，整车控制器给分动箱控制器发送切换低挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器发送发动机降扭指令；
[0041] S600：发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡高速电磁阀动作，压缩空气从空挡通气口进入活塞缸空挡腔体中，此时高挡活塞推动活塞杆向右移动，直到高挡活塞靠在活塞缸右壁，完成退空挡动作，此时活塞杆触发控制高挡的第一位置传感器和控制低挡的第二位置传感器同时断开，分动箱控制器收到两位置传感器断开的信号后，确定空挡已到位；
[0042] S700：分动箱控制器将回空信息发给整车控制器，整车控制器给发动机控制器发送发动机降速请求，发动机控制器控制发动机降速；整车控制器给ABS控制器发送降低车速请求，控制ABS系统工作，给轮端制动系统加压，降低整车车速，同时分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速，并将主、被动端转速差≤5rpm的条件反馈给整车控制器，直到齿轮主、被动端转速≤5rpm；
[0043] S800：分动箱控制器控制低挡高速电磁阀动作，压缩空气从低挡通气口进入活塞缸空挡腔体中，此时低挡活塞推动活塞杆向右移动，直到低挡活塞靠在活塞缸左壁，完成低挡切换动作，此时控制低挡的第二位置传感器闭合，分动箱控制器收到低挡位置传感器闭合的信号后，确定挡位已到位。
[0044] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0045] 本发明的一种智能电控气动式分动箱操纵机构及方法，通过分动箱控制器对发动机转速的控制实现分动箱高、低挡主动端转速的调整，通过在分动箱上安装相应的操纵机构，通过分动箱控制器控制分动箱的空挡、低挡或高挡高速电磁阀动作，进而控制压缩空气从空挡通气口、低挡通气口、或高挡通气口进入活塞缸内，分别通过压缩空气推动低挡活塞或高挡活塞的移动，进一步推动活塞杆的移动，进而控制高挡位置传感器和低挡位置传感器的触点开闭状态，进而实现行车过程中不同挡位的同步切换。通过分动箱控制器对分动箱操纵机构的运作过程进行精准控制，通过对ABS控制实现分动箱高、低、空挡被动端转速的调整，通过对发动机转速和扭矩的控制实现分动箱高、低、空挡主动端转速的调整进而实现分动箱高、低挡在车辆正常行驶时快捷切换，提高车辆的动力性，提升驾驶体验；解决了传统操纵系统只能停车通过结合齿实现硬结合实现高低挡位的切换,严重影响到驾驶体验,换挡可靠性差的问题。
附图说明
[0046] 图1为整车控制系统的原理结构示意图；
[0047] 图2为本发明实施例一种智能电控气动式分动箱操纵机构的剖面结构示意图；
[0048] 图3为本发明实施例一种智能电控气动式分动箱操纵方法流程图(切换高挡时)；
[0049] 图4为本发明实施例一种智能电控气动式分动箱操纵方法流程图(切换低挡时)。
[0050] 在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1‑整车控制器、2‑ABS控制器、3‑发动机控制器、4‑自动变速箱控制器、5‑分动箱控制器、6‑活塞缸、61‑挡位通气单元、611‑空挡通气口、612‑高挡通气口、613‑低挡通气口、614‑空挡活塞、615‑高挡活塞、616‑低挡活塞、7‑活塞杆、8‑拨叉、81‑同步器、9‑传感单元、91‑传感器支撑座、92‑第一位置传感器、93‑第二位置传感器。
具体实施方式
[0051] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0052] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，当元件被称为“固定于”、“设置于”或“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上；术语“安装”、“相连”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0053] 此外，术语“第一”、“第二”......仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”......的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0054] 如图1和图2所示，四驱汽车整车控制系统包括整车控制器1、与所述整车控制器1相连的ABS控制器2、发动机控制器3、自动变速箱控制器4以及分动箱控制器5；整车控制器，即动力总成控制器，是整个汽车的核心控制部件，用于实现整车驱动控制、能量优化控制、制动回馈控制和网络管理等功能。ABS控制器，即防抱死制动系统即气压ABS(Anti‑lockBrakingSystem)，即通过轮速传感器检测车轮的转速，当车轮出现滑动/抱死趋势或现象时，用于确保驾驶者能够进行有效的紧急避让操纵及减少大多数路况下的紧急制动距离。发动机控制器是汽车专用微机控制器；自动变速箱控制器用于实现车辆自动变速控制，使驾驶更简单；分动箱就是将发动机的动力进行分配的装置，主要用于把变速箱传递的动力合理的分配给前桥和后桥；分动箱控制器用于对分动箱的挡位切换进行控制。
[0055] 如图1‑4所示，本发明提供的一种智能电控气动式分动箱操纵机构，安装于所述分动箱上，用于对分动箱操纵过程进行精准控制，以实现车辆在行进中进行挡位切换，包括一端开口的活塞缸6、设于所述活塞缸6上的挡位通气单元61、一端设于所述活塞缸6开口内的活塞杆7、设于所述活塞杆7远离所述活塞缸6一端的传感单元9以及设于所述活塞杆7上位于所述活塞缸6与所述传感单元9之间的拨叉8和设于所述拨叉8上的同步器81；本发明通过分动箱控制器对发动机转速的控制实现分动箱高、低挡主动端转速的调整，通过在分动箱上安装相应的操纵机构，通过分动箱控制器对分动箱操纵机构的运作过程进行精准控制，通过对ABS控制实现分动箱高、低挡被动端转速的调整，通过对发动机的控制实现分动箱高、低、空挡主动端转速的调整进而实现分动箱高、低、空挡在车辆正常行驶时快捷切换，提高车辆的动力性，提升驾驶体验；解决了传统操纵系统只能停车通过结合齿实现硬结合实现高低挡位的切换,严重影响到驾驶体验,换挡可靠性差的问题。
[0056] 进一步地，如图1和图2所示，所述挡位通气单元61包括间隔设于所述活塞缸6侧面的空挡通气口611和高挡通气口612、设于所述活塞缸6远离其开口一端的低挡通气口613、设于所述活塞缸6内部的活塞单元；所述活塞单元包括设于所述活塞杆7侧壁的空挡活塞614和高挡活塞615以及设于所述空挡活塞614上的低挡活塞616；所述空挡活塞614和所述高挡活塞615均通过螺母与所述活塞杆7的轴向固定，所述空挡活塞614或所述高挡活塞615的任一方左右移动动均可带动所述活塞杆7左右移动；所述高挡活塞615的截面为矩形，所述高挡活塞615设于所述空挡活塞614远离所述低挡通气口613的一端，所述空挡活塞614上设有L形缺口，其截面亦为L形，所述空挡活塞614的内壁紧密套在所述活塞杆7上；所述低挡活塞616的截面为两端垂直的Z字形，安装时，水平放置，所述低挡活塞616的一端设于所述空挡活塞614的L形缺口处，并且所述低挡活塞616可以沿所述空挡活塞614轴向(沿活塞杆的中心轴线方向)滑动，当所述低挡活塞616的一端与所述空挡活塞614的一端勾搭卡合时所述低挡活塞616与所述高挡活塞615之间形成空隙；所述低挡活塞616与所述空挡活塞614的接触位置设置有径向O形密封圈，所述低挡活塞616与所述活塞缸6之间亦设置有径向O形密封圈,均用于实现径向密封。
[0057] 进一步地，如图2所示，所述活塞缸6的开口端开口大小刚好供所述活塞杆7穿过；所述活塞缸6的内部沿活塞杆7的中心轴线方向依次水平布置有三个截面为矩形且互相连通的空腔，分别为第一空腔、第二空腔、第三空腔，所述第一空腔位于所述活塞缸6内靠近所述低挡通气口613的一端，所述第三空腔的腔口恰好能够供所述活塞杆7穿过，所述活塞杆7通过所述第三空腔后依次伸入所述第二空腔和所述第一空腔；所述第一空腔、所述第二空腔、所述第三空腔的截面积和体积依次缩小，彼此连接处形成连续的台阶；所述第一空腔和所述第二空腔的连接处在所述活塞缸6的内壁形成第一台阶；所述第二空腔和所述第三空腔的连接处在所述活塞缸6的内壁形成第二台阶；所述第一台阶的竖直壁为所述活塞缸6的第一右壁；所述第二台阶的竖直壁为所述活塞缸6的第二右壁。
[0058] 进一步地，如图2所示，所述低挡活塞616的一端沿所述第一空腔的内壁滑动时，其另一端沿所述第二空腔的内壁滑动；所述活塞杆7左右移动时，所述高挡活塞615沿所述第二空腔的内壁滑动；所述低挡活塞616的左端端抵于所述活塞缸6的左壁时，所述低挡活塞616的右端与所述第二空腔内壁相连接；所述高挡活塞615的一侧与所述活塞杆7轴向固定，另一侧与所述活塞缸6的内壁固定；所述空挡通气口611、所述高挡通气口612以及所述低挡通气口613分别与所述分动箱控制器上的空挡高速电磁阀、高挡高速电磁阀以及低挡高速电磁阀相连通。
[0059] 进一步地，如图2所示，所述传感单元9包括设于所述活塞杆7上远离所述活塞缸6一端的传感器支撑座91和间隔设于所述传感器支撑座91上的用于控制高挡的第一位置传感器92和用于控制低挡的第二位置传感器93；所述活塞杆7上远离所述活塞缸6的一端端部设有一个用于控制所述第二位置传感器93开闭的三角缺口，靠近端部三角缺口的位置设有一个用于控制所述第一位置传感器92开闭的梯形缺口；当所述活塞杆7在活塞缸6内左右滑动时，同时也在所述传感器支撑座91内左右滑动；所述活塞杆7的另一端通过传感器支撑座91支撑，所述拨叉8的一端通过两个螺钉固定安装于所述活塞杆7的中段；所述拨叉8的另一端通过圆销固定安装有同步器，用于使得常啮合齿轮与目标挡位齿轮的转速同步；在所述活塞杆7的末端设置有凹槽，凹槽的深度和长度根据安装在传感器支撑座91上的控制高挡的第一位置传感器92和低挡位置位置传感器11的触点行程确定，两个传感器的触点开关为按压式开关，当触点压缩到一定行程，传感器导通，当触点处于自由状态时，传感器断开；所以凹槽的深度根据触点的行程确定，用以保证触点位于凹槽中时触点是自由状态，离开凹槽时处于压缩状态。通过所述活塞杆7的左右移动，触发所述第一位置传感器92和所述第二位置传感器93与梯形缺口或三角缺口的闭合或断开，并向分动箱控制器发送相应信息，进而实现不同挡位的同步切换。
[0060] 进一步地，如图2所示，当压缩空气从空挡通气口611进入气缸空挡腔体中，使得低挡活塞616推动活塞杆向左移动，直到低挡活塞616靠在活塞缸左壁完成退空挡动作时，活塞杆7触发控制高挡的第一位置传感器92和控制低挡的第二位置传感器93同时断开，完成空挡到位；当气路通过高挡通气口612进入气缸内，推动活塞6左移，直到与低挡活塞616右端贴合，同步活塞杆7左移触发控制高挡的第一位置传感器92闭合，高挡结合完成；当高挡活塞615靠在活塞缸第二右壁时，此时活塞杆7触发控制高挡的第一位置传感器92和控制低挡的第二位置传感器93同时断开，完成空挡到位；当压缩空气从低挡通气口613进入气缸空挡腔体中，此时低挡活塞616推动活塞杆7向右移动，直到低挡活塞616靠在活塞缸第一右壁，完成低挡切换动作，此时控制低挡的第二位置传感器93闭合，分动箱控制器收到低挡位置传感器闭合的信号后，确定低挡已到位。
[0061] 如图3和图4所示，本发明的另一个方面提供一种智能电控气动式分动箱操纵方法，包括如下步骤：
[0062] S100：车辆整车控制器对路面状态识别，当车辆需要切换高挡时，整车控制器给分动箱控制器发送切换高挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器ECU发送发动机降扭指令；
[0063] S200：发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡高速电磁阀动作；
[0064] S300：压缩空气从空挡通气口611进入气缸空挡腔体中，此时低挡活塞616推动活塞杆向左移动，直到低挡活塞616靠在活塞缸左壁，完成退空挡动作，此时活塞杆7触发控制高挡的第一位置传感器92和控制低挡的第二位置传感器93同时断开，分动箱控制器收到两位置传感器断开的信号后，确定空挡已到位；
[0065] S400：分动箱控制器将步骤S300中的回空信息发给整车控制器，整车控制器将步骤S100中收到的分动箱换高挡指令转化为升速指令并发送给发动机控制器，整车控制器将发动机调速信息反聩给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断高挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，控制高挡高速电磁阀动作，对应气路通过高挡通气口612进入气缸内，推动高挡活塞615左移，直到与低挡活塞616贴合，同步活塞杆左移触发控制高挡的第一位置传感器92闭合，高挡结合完成。
[0066] S500：当车辆需要切换低挡时，整车控制器给分动箱控制器发送切换低挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器发送发动机降扭指令。
[0067] S600：发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡高速电磁阀动作，压缩空气从空挡通气口611进入气缸空挡腔体中，此时高挡活塞615推动活塞杆向右移动，直到高挡活塞靠在气缸右壁，完成退空挡动作，此时活塞杆触发控制高挡的第一位置传感器92和控制低挡的第二位置传感器93同时断开，分动箱控制器收到两位置传感器断开的信号后，确定空挡已到位；
[0068] S700：分动箱控制器将回空信息发给整车控制器，整车控制器给发动机控制器发送发动机降速请求，发动机控制器控制发动机降速；整车控制器给ABS控制器发送降低车速请求，控制ABS系统工作，给轮端制动系统加压，降低整车车速，同时分动箱控制器判断低挡输入齿轮主、被动端转速，并将主、被动端转速差≤5rpm的条件反馈给整车控制器，直到齿轮主、被动端转速≤5rpm；
[0069] S800：分动箱控制器控制低挡高速电磁阀动作，压缩空气从低挡通气口613进入气缸空挡腔体中，此时低挡活塞616推动活塞杆向右移动，直到低挡活塞靠在活塞缸左壁，完成低挡切换动作，此时控制低挡的第二位置传感器93闭合，分动箱控制器收到低挡位置传感器闭合的信号后，确定挡位已到位。
[0070] 本发明的一种智能电控气动式分动箱操纵机构的工作原理：整车控制器给分动箱控制器发送换挡请求后，分动箱控制器给分动箱发送换挡请求，分动箱收到换挡请求后，给整车控制器发送分动箱回空挡请求，整车控制器收到分动箱回空挡指令后，给发动机控制器发送发动机降扭指令，接着发动机调整扭矩输出后，将调扭信息反馈给整车控制器，整车控制器将发动机扭矩信息发给分动箱控制器，同时分动箱控制器判断空挡、低挡或高挡输入齿轮主、被动端转速≤5rpm，分动箱控制器控制空挡、低挡或高挡高速电磁阀动作，压缩空气从空挡通气口611、低挡通气口613、或高挡通气口612进入活塞缸6内，分别通过推动低挡活塞616或高挡活塞615的移动，进一步推动活塞杆7的移动，进而控制控制高挡的第一位置传感器92和控制低挡的第二位置传感器93的开闭状态，进而实现行车过程中不同挡位的同步切换。
[0071] 本发明通过分动箱控制器对发动机转速的控制实现分动箱高、低挡主动端转速的调整，通过在分动箱上安装相应的操纵机构，通过分动箱控制器对分动箱操纵机构的运作过程进行精准控制，通过对ABS控制实现分动箱高、低、空挡被动端转速的调整，通过对发动机的控制实现分动箱高、低挡主动端转速的调整进而实现分动箱高、低挡在车辆正常行驶时快捷切换，提高车辆的动力性，提升驾驶体验；解决了传统操纵系统只能停车通过结合齿实现硬结合实现高低挡位的切换,严重影响到驾驶体验,换挡可靠性差的问题。
[0072] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
