CN101078435A - 汽车换挡传感机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车换挡传感机构，滑动套的后端与拉杆后节固定连接，在滑动套内穿设滑动轴，滑动轴的后端从滑动套内的弹簧座中穿过并套装挡圈，位于弹簧座内的传导弹簧由挡圈限位，滑动轴的前端从滑动套的前端面伸出，并与拉杆前节固定连接，在拉杆前节后侧的滑动轴上套装锁止弹簧；滑动套的外壁上开设有定位槽，该定位槽中安装传感器，并在定位槽的槽底开有与滑动套内腔相通的定位孔，径向固定在滑动轴上的挡位摆杆从定位孔中穿出，其穿出端中嵌有磁铁。本发明可以广泛运用在高、中档及经济型轿车上，具有操作方便，疲劳强度小，结构简单，油耗少，保养和维修费用低等特点，它可以使驾驶员在享受自动驾驶舒适感的同时，又不失手动换挡的乐趣。

Description

汽车换挡传感机构

技术领域

本发明属于汽车换挡器技术领域，具体地说，涉及一种汽车换挡传感机构。

背景技术

目前，汽车换挡操作主要有手动和自动两种方式。手动换挡拉杆为一根光杆，该拉杆的前端与变速箱连接，后端与换挡手柄机构连接。在进行手动换挡操作时，需要驾驶员左脚踩动离合器踏板，右脚踩动加速踏板或者制动踏板，同时右手操纵换挡手柄才能完成，熟练完成以上三个动作的协调配合需要长时间的训练，其中技术难度最大的是操纵离合器踏板，频繁换档时操作难度高，疲劳强度非常大。

自动换挡系统由离合器操纵机构、控制按钮、TCU控制器、传感器、显示单元和自动变速器等部件构成，有前进挡、倒挡和停车挡三种状态挡位。汽车运行过程中，驾驶员不需要踩离合踏板，也不需要换挡，只需要先切换好挡位状态，变速器所在挡位通过显示单元显示。自动换挡与手动换挡相比，驾驶员需要操纵的踏板由三个变成两个，实现了解放驾驶员左脚的技术进步，驾驶舒适性好。但是，现有的自动换挡系统结构复杂、价格过高、油耗和维修费用过大，同排量的自动换挡车的加速性能比手动挡差。因此一般只是在中高级轿车上使用；由于油耗、成本等方面的限制，严重制约了国产轿车特别是家用轿车的市场需求增长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、使用范围广的汽车换挡传感机构，用于自动感知驾驶员的换挡意图。

本发明的技术方案如下：一种汽车换挡拉杆总成，包括换挡拉杆，其关键在于：所述换挡拉杆分成前、后两节，在拉杆前、后节之间设置滑动套，该滑动套的后端与拉杆后节固定连接，在滑动套内穿设滑动轴，滑动轴的后端从滑动套内的弹簧座中穿过并套装挡圈，位于弹簧座内的传导弹簧伸出弹簧座的后端面，由挡圈限位，滑动轴的前端从滑动套的前端面伸出，并与拉杆前节固定连接，在拉杆前节后侧的滑动轴上套装有锁止弹簧，该锁止弹簧的前端由拉杆前节的后端面限位，锁止弹簧的后端伸入滑动套内，并由滑动套内腔中的台阶面限位；在所述滑动套的外壁上开设有定位槽，该定位槽中安装传感器，并在定位槽的槽底开有与滑动套内腔相通的定位孔，径向固定在滑动轴上的挡位摆杆从定位孔中穿出，其穿出端中嵌有磁铁。

本发明中，拉杆前节的前端在装配到汽车上后与变速箱连接，拉杆后节的尾端在装配到汽车上后与换挡手柄机构连接。传感器通过导线与汽车TCU控制器连接，在传感器中具有两个霍尔元件，该两个霍尔元件分布在挡位摆杆的前后两侧。传导弹簧和锁止弹簧均处于自由状态时，换挡手柄处于空挡位。

当需要进行换挡时，驾驶员先操纵换挡手柄转动一定角度，拉杆后节、滑动套、滑动轴及拉杆前节随换挡手柄一起转动；换挡手柄转动到位后，再控制拉杆后节向前或向后移动，当拉杆后节向前移动时，滑动套和滑动轴后端的挡圈也往前运动，挡圈压缩传导弹簧并向前推动滑动轴及挡位摆杆，同时滑动套内腔的台阶面压缩锁止弹簧，传感器内位于挡位摆杆前侧的霍尔元件通过挡位摆杆内磁铁的移动产生感应信号，并将感应信号传入TCU控制器，汽车离合器操纵机构在TCU控制器的指令下代替驾驶员的左脚自动操纵离合器；同理，拉杆后节向后移动时，滑动套和弹簧座也向后移动，弹簧座压缩传导弹簧并向后推动滑动轴及挡位摆杆，同时拉杆前节的端面压缩锁止弹簧，传感器内位于挡位摆杆后侧的霍尔元件通过挡位摆杆内磁铁的移动产生感应信号，并将感应信号传入TCU控制器，汽车离合器操纵机构在TCU控制器的指令下代替驾驶员的左脚自动操纵离合器。

本发明与背景技术中的手动换挡技术相比，离合器操纵机构在TCU控制器的指令下代替驾驶员的左脚自动操纵离合器，驾驶员需要操纵的踏板由三个变成两个，实现了解放驾驶员左脚的技术进步，并且操作简单，疲劳强度小；本发明与背景技术中的自动换挡技术相比，除了手动换挡外其它功能基本一致，但是结构更加简单，价格至少可以降低一半，整车油耗可节省15％以上，保养和维修费用也可降低一半左右。本发明可以广泛运用于高、中档及经济型轿车，驾驶员在享受自动驾驶舒适感的同时，又不失去手动换挡的乐趣，并且采用本发明的轿车比同排量自动挡车的加速性能更好。

为了使滑动轴能随拉杆后节平稳、可靠地转动，在上述滑动轴的外壁上沿其轴线开设两条对称的滑槽，各滑槽中安装一列钢球，该钢球与滑动套的内壁接触。

上述滑动轴的前端伸入拉杆前节中并与拉杆前节焊接固定，滑动轴与拉杆前节之间连接牢靠，稳定性及一致性好。

为了简化结构、便于传感器和挡位摆杆安装，在上述滑动套外壁上的定位槽中固定有连接板，传感器通过螺钉安装在该连接板上，且连接板对应挡位摆杆的部位开设有让位孔。

上述镶嵌在挡位摆杆内的磁铁，其外端面与挡位摆杆的外端面平齐，这样磁铁移动时传感器中霍尔元件能够灵敏地产生感应信号，保障了整个机构性能的可靠性。

为便于滑动套安装，并使滑动套与拉杆后节之间连接牢靠，上述滑动套的后端通过定位套与拉杆后节连接，滑动套套装在定位套的前端并与该定位套焊接，定位套后部套装在拉杆前节上，也通过焊接固定。

上述挡圈位于弹簧座与定位套之间的间隙中，在挡圈后侧的滑动轴上套装限位垫，弹簧座与定位套之间具有适当的间距，以便于挡圈和弹簧座移位。

有益效果：本发明可以广泛运用在高、中档及经济型轿车上，具有操作方便，疲劳强度小，结构简单，油耗少，保养和维修费用低等特点，它可以使驾驶员在享受自动驾驶舒适感的同时，又不失去手动换挡的乐趣。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明中拉杆前节与拉杆后节的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明中的换挡拉杆将传统的手动换挡拉杆从中间断开，分成前、后两节，在拉杆前节1的前端焊接“U”型前安装支耳10，该前安装支耳10在装配到汽车上后与变速箱连接；拉杆后节2的尾端安装后安装座11，后安装座11在装配到汽车上后与换挡手柄机构连接。一个呈通管结构的滑动套3位于拉杆前、后节1、2之间，该滑动套3的后端通过定位套16与拉杆后节2连接，即滑动套3套装在定位套16的前端并与该定位套16焊接，定位套16后部套装在拉杆前节1上，也通过焊接固定。在滑动套3内穿设滑动轴4，滑动轴4的前端伸入拉杆前节1中并与拉杆前节1焊接固定，在拉杆前节1后侧的滑动轴4上套装有锁止弹簧8，该锁止弹簧8的前端由拉杆前节1的后端面限位，锁止弹簧8的后端伸入滑动套3内，并由滑动套3内腔中的台阶面限位。

从图1、图2和图3中可知，滑动轴4后端的直径比前段直径小一半左右，滑动轴4后端的小直径段从滑动套3内的弹簧座5中穿过并套装挡圈6，挡圈6后侧的滑动轴4上套装限位垫17，限位垫17通过焊接与滑动轴4固定，并对挡圈6轴向限位。弹簧座5为通管结构，其前端向内翻边，该翻边的内边沿与滑动轴4的外壁接触；弹簧座5的后端向外翻边，该翻边由滑动套3内腔中的台阶面限位，在弹簧座5与定位套16之间具有适当的间隙，挡圈6位于该间隙中，挡圈6和弹簧座5均能在轴向上移动。所述传导弹簧7的前端由弹簧座5的前翻边限位，传导弹簧7的后端伸出弹簧座5的后端面，由挡圈6限位。

从图1、图2和图3中进一步可知，在滑动轴4的外壁上沿其轴线开设两条对称的滑槽，各滑槽中安装一列钢球14，该钢球14与滑动套3的内壁接触，以保障拉杆后节2转动时，滑动轴4能平稳、可靠地同步转动。在滑动套3的外壁上开设有定位槽，该定位槽中固定有连接板15，传感器9通过螺钉安装在该连接板15上，在连接板15的中部开设让位孔，定位槽槽底正对该让位孔的部位开有与滑动套3内腔相通的定位孔3a，挡位摆杆12的内端依次穿过连接板15上的让位孔和滑动套3壁上的定位孔3a，从径向插入滑动轴4中，并与滑动轴4螺纹连接，挡位摆杆12的外端头位于连接板15上的让位孔和滑动套3壁上的定位孔3a中，在挡位摆杆12内镶嵌有磁铁13，该磁铁13的外端面与挡位摆杆12的外端面平齐。

本发明中，传感器9通过导线与汽车TCU控制器连接，在传感器9中具有两个霍尔元件(图中未画出)，该两个霍尔元件分布在挡位摆杆12的前后两侧。传导弹簧7和锁止弹簧8均处于自由状态时，与后安装座11相连的换挡手柄处于空挡位。

当需要进行换挡时，驾驶员先操纵换挡手柄转动一定角度，拉杆后节2、滑动套3、滑动轴4及拉杆前节1随换挡手柄一起转动；换挡手柄转动到位后，再控制拉杆后节2向前或向后移动，当拉杆后节2向前移动时，在定位套16的推动下，滑动套3和滑动轴4后端的挡圈6也往前运动，挡圈6压缩传导弹簧7并向前推动滑动轴4及挡位摆杆12，同时滑动套3内腔的台阶面压缩锁止弹簧8，传感器9内位于挡位摆杆12前侧的霍尔元件通过挡位摆杆12内磁铁13的移动产生感应信号，并将感应信号传入TCU控制器，汽车离合器操纵机构在TCU控制器的指令下代替驾驶员的左脚自动操纵离合器；同理，拉杆后节2向后移动时，滑动套3内的台阶面推动弹簧座5也向后移动，弹簧座5压缩传导弹簧7并向后推动滑动轴4及挡位摆杆12，同时拉杆前节1的端面压缩锁止弹簧8，传感器9内位于挡位摆杆12后侧的霍尔元件通过挡位摆杆12内磁铁13的移动产生感应信号，并将感应信号传入TCU控制器，汽车离合器操纵机构在TCU控制器的指令下代替驾驶员的左脚自动操纵离合器。

本发明中，前安装支耳10和后安装座11可以用拉索或其它类似的部件代替，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、一种汽车换挡传感机构，包括换挡拉杆，其特征在于：所述换挡拉杆分成前、后两节，在拉杆前、后节(1、2)之间设置滑动套(3)，该滑动套(3)的后端与拉杆后节(2)固定连接，在滑动套(3)内穿设滑动轴(4)，滑动轴(4)的后端从滑动套(3)内的弹簧座(5)中穿过并套装挡圈(6)，位于弹簧座(5)内的传导弹簧(7)伸出弹簧座(5)的后端面，由挡圈(6)限位，滑动轴(4)的前端从滑动套(3)的前端面伸出，并与拉杆前节(1)固定连接，在拉杆前节(1)后侧的滑动轴(4)上套装有锁止弹簧(8)，该锁止弹簧(8)的前端由拉杆前节(1)的后端面限位，锁止弹簧(8)的后端伸入滑动套(3)内，并由滑动套(3)内腔中的台阶面限位；在所述滑动套(3)的外壁上开设有定位槽，该定位槽中安装传感器(9)，并在定位槽的槽底开有与滑动套(3)内腔相通的定位孔(3a)，径向固定在滑动轴(4)上的挡位摆杆(12)从定位孔(3a)中穿出，其穿出端中嵌有磁铁(13)。

2、根据权利要求1所述的汽车换挡传感机构，其特征在于：在所述滑动轴(4)的外壁上沿其轴线开设两条对称的滑槽，各滑槽中安装一列钢球(14)，该钢球(14)与滑动套(3)的内壁接触。

3、根据权利要求1所述的汽车换挡传感机构，其特征在于：所述滑动轴(4)的前端伸入拉杆前节(1)中并与拉杆前节(1)焊接固定。

4、根据权利要求1所述的汽车换挡传感机构，其特征在于：在所述滑动套(3)外壁上的定位槽中固定有连接板(15)，传感器(9)通过螺钉安装在该连接板(15)上，且连接板(15)对应挡位摆杆(12)的部位开设有让位孔。

5、根据权利要求1或4所述的汽车换挡传感机构，其特征在于：所述镶嵌在挡位摆杆(12)内的磁铁(13)，其外端面与挡位摆杆(12)的外端面平齐。

6、根据权利要求1所述的汽车换挡传感机构，其特征在于：所述滑动套(3)的后端通过定位套(16)与拉杆后节(2)连接，滑动套(3)套装在定位套(16)的前端并与该定位套(16)焊接，定位套(16)后部套装在拉杆前节(1)上，也通过焊接固定。

7、根据权利要求6所述的汽车换挡传感机构，其特征在于：所述挡圈(6)位于弹簧座(5)与定位套(16)之间的间隙中，在挡圈(6)后侧的滑动轴(4)上套装限位垫(17)。

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