CN101566224A - 变速器的外部换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于变速器内挡位选择的外部换挡装置，包括通过滑槽板(2)引导并可沿选择通道(4)和多个换挡通道(5)运动的换挡/变速杆(1)和用于检测换挡/变速杆(1)瞬间位置(s、w)的传感器(3)。滑槽板(2)设置在换挡/选择通道(4、5)之间的导向指(9)各自具有与换挡/选择通道(4、5)倾斜定向的侧面(10)。

Description

变速器的外部换挡装置

技术领域

本发明涉及一种用于在变速器内选择挡位的外部换挡装置，具有换挡/变速杆和用于检测换挡/变速杆位置的传感器。这种外部换挡装置通常形成线控换挡装置的用户接口，其中控制电路根据所检测到的换挡/变速杆位置控制促动器。

背景技术

变速器在传统意义上具有可在两个自由度上运动的换挡轴。通过在这些自由度的一个上运动，换挡轴与一个或者多个挂入挡位所需的同步装置啮合，而通过在另一自由度上运动，换挡轴则促使各自所选取的同步装置的调整运动。这些运动必须基本上依次进行，因为在可以驱动其调整运动之前，换挡轴必须产生啮合。为在换挡时支持驾驶员并确保变速和换挡运动准确地依次进行，机械的换挡装置在传统意义上具有滑槽板，其中与变速器的换挡轴耦合的换挡/变速杆在彼此正交的换挡和选择槽内引导。存在线控换挡装置，其同样使用在滑槽板上以两个自由度运动的换挡/变速杆并对换挡轴与换挡/变速杆的运动成比例控制，以便为驾驶员提供机械换挡方面习惯的操作。

在机械换挡装置方面，驾驶员感觉到变速器对未配合的换挡运动的阻力，并可以使驾驶员操纵换挡/变速杆的路径来适应这种阻力，而这一点在线控换挡装置上则不可能。为可靠排除变速器不能随动的换挡运动，因此在线控换挡装置上引导换挡/变速杆的滑槽板公差必须定得很窄。这一点对驾驶员来说带有通道变换的换挡过程费力，因为换挡/变速杆不能从一个挡位向其它挡位连贯运动，而是中途必须两次停顿在完全正确的位置上，以改变运动的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于具有滑槽板导向的换挡/变速杆的线控换挡装置的外部换挡装置，其可以实现快速、方便地换挡。

该技术问题通过一种用于在变速器内选择挡位的外部换挡装置解决，其具有在滑槽板上引导并可沿选择通道和多个换挡通道运动的换挡/变速杆和用于检测换挡/变速杆当前位置的传感器，其中滑槽板设置在换挡/选择通道之间的导向指分别具有与换挡/选择通道倾斜定向的侧面。

通过倾斜定向的侧面在换挡/变速杆运动时，在带有选择通道的区域内的通道变换的换挡运动情况下，该运动连续地从一个换挡通道向其它换挡通道转移，从而可以避免中断横向于换挡通道的方向的运动。倾斜侧面的形状和位置依据目的这样选择，使驾驶员特别是在通道变换的情况下可以快速运动换挡/变速杆。本发明基于这种认识，即，如果突破成比例控制的前提以及并非换挡/变速杆可以进行的任何运动均转换为换挡轴的成比例的运动的话，换挡滑槽板完全可以加大公差，并可以针对换挡/变速杆的快速运动进行优化。因此，在换挡轴的成比例控制情况下，无需使换挡/变速杆可以在倾斜侧面之一上占据的每个位置均与换挡轴的可能位置相应；换挡轴在上述公知并对可靠换挡足够窄的公差的路径上操作的任务可以留给控制电路。

导向指优选分别仅一侧具有倾斜侧面，从而可以使常用的换挡运动，例如换入下个更高挡位或者下个更低挡位变得容易，但与不希望的换挡过程相应的不常用的换挡运动如多挡跨越则变得困难。

特别是当在两个相同换挡通道之间相对设置的两个导向指在相反的一侧具有倾斜侧面时，换挡运动在通道变换时可以特别舒适和操作可靠地形成。

为使换挡/变速杆从一个换挡通道向相邻的换挡通道连续运动，此外具有优点的是，相对设置的导向指的倾斜侧面彼此平行地设置。

特别是当倾斜侧面切线之间的距离至少相当于一个换挡/变速杆的厚度时，换挡/变速杆可不必改变其运动方向地横穿选择通道。

在换挡运动的运动过程方面还有利的是，倾斜侧面的切线与相邻换挡通道的一边缘形成一个在10-60°之间的夹角。如果该夹角超出此范围，那么为使换挡运动明显变得容易和加快速度，切线的走向应当类似于传统换挡通道或选择通道的边缘。

特别有利的是，倾斜侧面的切线与相邻换挡通道之间的夹角向选择通道方向增加。通过改变倾斜度，例如通过多个连续倾斜的段，可以达到一种优化的换挡路径，其中，无论是通道换挡运动还是从该换挡运动过渡而来或者向沿着换挡通道的换挡运动过渡都可以得到明显支持。

此外，优选在导向指远离选择通道的区域内有一直的部段与倾斜侧面连接，从而在换挡通道的端部区域内实现换挡/变速杆的精确引导。

在这种情况下，优选直部段的长度相当于换挡操作距离的25％-30％，其中，换挡操作距离通过所挂入挡位的位置与选择通道内的位置之间的换挡/变速杆的行程确定。

此外，如果与倒挡的换挡通道相邻的换挡通道在朝向倒挡的一侧没有倾斜侧面，则获得了关于外部换挡装置的附加优点。这样可以使换挡/变速杆向倒挡的换挡通道内不希望的运动变得困难，从而挂入倒挡始终只能利用通道变换时准确进行的换挡运动进行。

附图说明

本发明的其它特征和优点由借助附图对实施例的下列说明得出。其中：

图1示出使用按本发明的外部换挡装置的线控换挡装置的示意图；

图2示出了换挡滑槽板，按本发明的第一实施方式换挡/变速杆可以在该滑槽板中运动；

图3示出了图2所示的换挡滑槽板另一有利的实施形式；以及

图4示出了图2所示的换挡滑槽板第三种有利的实施形式。

具体实施方式

在图1示意示出的换挡装置包括外部换挡装置，其具有伸入汽车座舱内、在滑槽板2内导引的换挡/变速杆1和用于检测换挡/变速杆1位置的传感器3，换挡/变速杆可沿在滑槽板2内留出的选择通道4方向和与选择通道4相交的换挡通道5的方向运动。传感器3将换挡/变速杆1与这两个方向相关的坐标值s、w提供给控制电路6。与控制电路6连接有在这里作为两个单伺服缸7、8示出的、具有两自由度的促动器装置。伺服缸7、8使本身公知的、未示出的多级变速器的换挡轴在两个自由度上，如轴向移动和转动中进行换挡运动。

只要换挡/变速杆1处于通道4或者5之一内，控制电路6就借助由传感器3提供的换挡/变速杆1在换挡通道方向上的坐标s确定用于换挡运动的伺服缸7的额定位置，与选择通道坐标w无关，并借助选择通道坐标w且与换挡通道坐标s无关确定伺服缸8的额定位置。直线地纵向延伸的换挡/选择通道4、5这样确定尺寸，使换挡/变速杆1在换挡/选择通道内可以占据的每个位置均由控制电路6映射到伺服缸7、8的一个位置上。

图2示出滑槽板2放大的俯视图。挡位1和2的专用换挡通道下面采用1-2标注，挡位3和4的换挡通道采用3-4标注和挡位5和6的换挡通道采用5-6标注。换挡/变速杆1在各换挡通道的端部与所挂入的挡位相应的位置在附图中通过虚线13表示。代表换挡/变速杆1在选择通道4内位置的中线14同样虚线示出。

在每两个相邻的换挡通道5之间在滑槽板2上选择通道4的两侧设置各一个导向指9。与变速/换挡通道4、5的相交位置相邻，从滑槽板2中留出三角形的空缺部段，使得导向指9分别在其纵侧面上具有倾斜的侧面10。

在选择通道4的两侧两个相同的换挡通道5之间的两个彼此相对的导向指在各自相反的纵侧面上具有倾斜侧面10。该相对的导向指9的侧面10彼此平行，而通过两个倾斜侧面10形成的平行线的距离d至少相当于换挡/变速杆1从滑槽板2伸出的杆的厚度，使得换挡/变速杆无需变换方向就可以沿两个倾斜侧面10运动。

侧面10与相邻换挡通道的边缘形成的夹角α应小于60°，以便在从一个换挡通道5向下一个变换时，不必强制使换挡/变速杆1不必要地突然变换方向。斜面没有一直到达换挡通道5的外部段15，从而在那里换挡/变速杆1在换挡运动开始时始终在相同换挡通道相对的换挡位置的方向上导引。外部段15延伸经过换挡操作距离的25％-30％，该换挡操作距离通过换挡/变速杆1在换挡通道5内由线段13标示的端部位置和由选择通道4的中心线14的间距确定。因此角度α一般不小于10°。

与前进挡的换挡通道之间的导向指9相反，在换挡通道1-2与设置在其旁边倒挡R的换挡通道5′之间形成的导向指9′没有斜面，以避免无意中换入倒挡。

该附图还示出了换挡/变速杆1到下个更高挡位的加速挡的换挡运动路线。换挡/变速杆1首先处于换挡通道1-2下端的位置内，其相当于所挂入的第2挡。如点划线所示，换挡运动朝换挡通道3-4上端的方向沿换挡通道1-2与3-4之间的两个导向指9进行，其中，倾斜侧面10使运动变得更加容易，因为换挡/变速杆1无突然变换方向地横穿选择通道4。

图3示出本发明另一种有利的实施方式中的、在图2中所示的滑槽板2。在这种情况下，导向指9的倾斜侧面10包括多个不同倾斜度的部段，其中，倾斜侧面10朝向选择通道4的第一部段的切线11与代表换挡通道5-6边缘的线12围成的夹角比倾斜侧面10远离选择通道4的第二部段的切线11′与线12围成的夹角更大。倾斜侧面10的这种形状支持带有通道变换的流畅的换挡运动，正如也通过虚点线所示那样，与图2所示的设置相比得到改进。

在本发明另一种有利的实施方式中，倾斜侧面10各自划分成多个不同倾斜度的部段，其中，分别通过段11、11′等的切线与换挡通道5的边缘形成的夹角向选择通道4方向逐渐增大，从而产生图4所示的装置，其在过程方面优化带有通道变换的换挡运动。

在这里倾斜侧面10设计为倒圆，其中，导向指9各自靠近选择通道4的末端借助于侧面10的倒圆连续过渡到在换挡通道5的末端处的导向指9的直的部段15内。

附图标记列表

换挡/变速杆    1

滑槽板         2

传感器         3

选择通道       4

换挡通道       5、5′

控制电路       6

伺服缸         7、8

导向指         9、9′

倾斜侧面       10

切线           11、11′

换挡通道的边缘 12

所挂挡位的位置      13

选择通道的中心线    14

直的部段            15

Claims (10)

1.一种用于在变速器内选择挡位的外部换挡装置，具有一个在一块滑槽板(2)上导引并可沿一个选择通道(4)和多个换挡通道(5，5′)运动的换挡/变速杆(1)和一个用于检测该换挡/变速杆(1)的当前位置(s、w)的测量传感器(3)，其特征在于，所述滑槽板(2)的设置在所述换挡/选择通道(4、5)之间的导向指(9)分别具有斜向于所述换挡/选择通道(4、5)定向的侧面(10)。

2.按权利要求1所述的外部换挡装置，其特征在于，所述导向指(9)分别仅在一侧具有所述倾斜的侧面(10)。

3.按权利要求1或2所述的外部换挡装置，其特征在于，在两个相同的换挡通道(5)之间相对设置的两个所述导向指(9)分别在相反的一侧具有所述倾斜的侧面(10)。

4.按权利要求3所述的外部换挡装置，其特征在于，所述相对设置的两个导向指(9)的倾斜侧面(10)彼此平行地设置。

5.按权利要求4所述的外部换挡装置，其特征在于，所述相互平行的倾斜侧面(10)彼此的距离相当于至少一个所述换挡/变速杆(1)的厚度。

6.按权利要求1至5之一所述的外部换挡装置，其特征在于，倾斜侧面(10)的切线(11、11′)与相邻的换挡通道(5)的一个边缘(12)形成一个在10°-60°之间的夹角。

7.按权利要求6所述的外部换挡装置，其特征在于，所述倾斜侧面(10)的切线(11、11′)与相邻换挡通道(5)之间的夹角向所述选择通道(4)方向增加。

8.按权利要求1至7之一所述的外部换挡装置，其特征在于，在所述导向指(9)远离所述选择通道(4)的区域内有一直的部段(15)与倾斜侧面(10)连接。

9.按权利要求8所述的外部换挡装置，其特征在于，所述直的部段(15)的长度在换挡操作距离的25％和30％之间，其中，所述换挡操作距离通过换挡/变速杆(1)在所挂入挡位的位置(13)与在所述选择通道(4)内的位置(14)之间的行程确定。

10.按权利要求1至9之一所述的外部换挡装置，其特征在于，与倒挡的换挡通道(5′)相邻的换挡通道(5)在朝向倒挡的一侧没有倾斜侧面。

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