CN102486228A

CN102486228A - 用于手动变速器的换档装置

Info

Publication number: CN102486228A
Application number: CN2011101920962A
Authority: CN
Inventors: 禹明周
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2031-07-05
Also published as: US20120137812A1; JP2012117661A; JP5751932B2; CN102486228B; DE102011051863A1; DE102011051863B4; DE102011051863A9; KR101251503B1; US8555743B2; KR20120060074A

Abstract

本发明涉及一种用于手动变速器的换档装置，其根据驾驶员操作变速杆时变速杆的换档档位通过驱动一个电动机而自动地执行选择操作和换档操作。装置包括：带有旋转轴的驱动电动机，主齿轮安装在驱动电动机的旋转轴上；连接齿轮单元，其设置在驱动电动机的旋转轴之前，并且根据变速杆的位置信号选择性地传递驱动电动机的旋转；选择单元，其设置在连接齿轮单元的一侧处以对应于换档拨叉，且与安装在控制轴的一侧处的换档拨叉连接，并且选择性地与连接齿轮单元连接，以选择性地移动控制轴上的换档拨叉；以及换档单元，其设置在连接齿轮单元的另一侧以对应于选择单元，且连接到控制轴的另一侧，并且选择性地与连接齿轮单元连接以使控制轴旋转。

Description

用于手动变速器的换档装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月1日提交的韩国专利申请No.10-2010-0121640的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于手动变速器的换档装置，更特别地，本发明涉及一种用于手动变速器的换档装置，其根据驾驶员操作变速杆时变速杆的位置通过驱动一个电动机而自动地执行选择操作和换档操作，从而以精确行程执行基本换档。

背景技术

通常而言，用于将发动机的动力(motive power)转换为适当驱动力(driving power)的变速器安装在车辆中，并且该变速器根据操作模式而分为手动变速器、自动变速器以及无极变速器。

在这些变速器中，应用于手动变速器的换档装置将变速杆的操作力传递到手动变速器以实现换档，并且换档装置由选择缆绳及换档缆绳、控制轴组件、和换档拨叉组件构成，选择缆绳及换档缆绳传递变速杆(shifting lever)的换档操作的操作力，控制轴组件与选择及换档缆绳连接，换档拨叉组件安装在控制轴组件和变速器的同步装置之间，以根据控制轴组件的操作通过操作同步装置而执行换档。

在此，控制轴组件包括控制轴，控制轴与变速杆连接，并且控制轴通过变速杆的操作力而执行直线往复运动和回转运动，并且多个控制指(control fingers)安装在控制轴上。

此外，换档拨叉组件包括换档拨叉，换挡拨叉围绕预定铰接点回转以移动变速器中的套管，并且垫子(rug)构件配置在换档拨叉中，从而通过每一个控制指接收操作力。

也即，在接收变速杆的操作力的控制轴组件中，在控制指之中的对应的控制指通过垫子构件使换档拨叉旋转，以使同步机构设置用于对每一个对应的换档档位进行操作。

然而，当驾驶员移动变速杆到预期换档档位时，由于由缆绳等连接的控制轴被操作以执行选择操作和换档操作，所以用于相关技术中的手动变速器的换档装置的不便在于，驾驶员应当根据驱动条件通过操作离合器而亲自执行换档。

相应地，实际上需要开发能够在操作换档档位时自动执行换档的换档装置以满足驱动条件，而无须驾驶员操作离合器。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面提供了一种用于手动变速器的换档装置，以通过感测驾驶员对变速杆的操作而操作控制轴的换档操作和选择操作，所述装置包括：驱动电动机，该驱动电动机带有旋转轴，主齿轮安装在所述驱动电动机的旋转轴上；连接齿轮单元，所述连接齿轮单元设置在所述驱动电动机的旋转轴之前，并且根据所述变速杆的位置信号选择性地传递所述驱动电动机的旋转；选择单元，所述选择单元设置在所述连接齿轮单元的一侧处以对应于换档拨叉，并且与安装在所述控制轴的一侧处的所述换档拨叉连接，并且所述选择单元选择性地与所述连接齿轮单元连接，以选择性地移动所述控制轴上的换档拨叉；以及换档单元，所述换档单元设置在所述连接齿轮单元的另一侧以对应于所述选择单元，连接到所述控制轴的另一侧，并且选择性地与所述连接齿轮单元连接以使所述控制轴旋转。

所述连接齿轮单元可以包括：连接板，所述连接板设置为能够围绕铰接销选择性地旋转，并且包括分别安装在所述连接板两侧的第一旋转轴和第二旋转轴，所述铰接销设置在安装支架中；第一连接齿轮和第二连接齿轮，所述第一连接齿轮和第二连接齿轮分别安装在所述第一旋转轴和第二旋转轴上；以及操作构件，所述操作构件从变速器控制单元(TCU)接收控制信号，以便在操作所述变速杆时，通过所述第一连接齿轮和第二连接齿轮而选择性地将所述主齿轮接合在所述选择单元和所述换档单元中的任意一个中。

所述操作构件可以包括：第一电磁体和第二电磁体，所述第一电磁体和第二电磁体的每一个安装在所述安装支架上以对应于所述第一旋转轴和第二旋转轴，并且通过所述TCU的电信号而产生磁力，以便通过旋转所述连接板而将所述选择单元和所述换档单元中的任意一个接合在所述主齿轮中；以及第一弹性构件和第二弹性构件，所述第一弹性构件和第二弹性构件使所述安装支架和所述连接板相互连接，并且为所述连接板提供回复力以将所述连接板回复到初始安装位置。

所述第一电磁体和第二电磁体可以根据所述TCU的电信号通过选择性地拉动所述第一旋转轴和第二旋转轴，而使所述连接板围绕所述铰接销旋转。

所述第一弹性构件和第二弹性构件可以由螺旋弹簧形成，所述螺旋弹簧的每一个的一端连接到所述安装支架的上部中心，另一端连接到所述连接板的两侧的每一侧。

所述选择单元可以包括：选择齿轮，所述选择齿轮设置在所述主齿轮的一侧处以对应于所述第一连接齿轮；选择丝杠，所述选择丝杠连接到所述选择齿轮并与所述选择齿轮一起旋转；选择运动块，所述选择运动块接合在所述选择丝杠中，并且能够通过所述选择丝杠的旋转而沿着所述选择丝杠运动；选择轴，所述选择轴垂直于所述选择丝杠而设置；选择拨叉，所述选择拨叉与所述选择轴连接，并且所述选择拨叉通过所述选择轴的旋转而使所述换挡拨叉在所述控制轴上运动；以及选择轭状物，所述选择轭状物的一端连接到所述选择运动块，另一端连接为通过所述选择运动块的运动而使所述选择轴旋转。

所述选择运动块可以包括突出的第一悬挂突出部；并且所述选择轭状物可以包括选择轭状物凹槽，所述第一悬挂突出部插入到所述选择轭状物凹槽内。

在所述换档拨叉中，可以在所述换档拨叉的外周边上形成固定突出部，所述选择拨叉插入到所述固定突出部内。

所述装置可以进一步包括第一位置传感器，所述第一位置传感器设置在所述选择轴的一侧处以感测所述选择轴的旋转量。

所述换档单元可以包括：换档齿轮，所述换档齿轮设置在所述主齿轮的另一侧处以对应于所述第二连接齿轮；换档丝杠，所述换档丝杠与所述换档齿轮连接并与所述换档齿轮一起旋转；换档运动块，所述换档运动块接合在所述换档丝杠中，并且能够通过所述换档丝杠的旋转而沿着所述换档丝杠运动；以及换档轭状物，所述换档轭状物连接到所述换档运动块并连接到所述控制轴的另一侧，以便通过所述换档运动块的运动而使所述控制轴旋转。

所述换档运动块可以包括突出的第二悬挂突出部；并且所述换档轭状物可以包括换档轭状物凹槽，所述第二悬挂突出部插入到所述换档轭状物凹槽内。

所述装置可以进一步包括第二位置传感器，所述第二位置传感器安装在所述控制轴的另一侧，以通过感测由所述换档单元旋转的所述控制轴的旋转量而核实换档档位。

如上所述，根据本发明的各个方面，用于手动变速器的换档装置根据驾驶员操作变速杆时变速杆的位置通过驱动一个电动机而自动地执行选择操作和换档操作，从而以精确行程执行换档操作，进而可以通过减小在换挡时施加到同步器的冲击力而提高变速器的耐用性。

另外，通过利用一个电动机选择性地驱动选择单元和换档单元而自动地实现换档操作，从而节省了制造成本，所述选择单元和换档单元将旋转运动转换为直线运动，并且将直线运动传递到控制轴。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1是根据本发明的用于手动变速器的示例性换档装置的立体图。

图2是根据本发明的用于手动变速器的示例性换档装置的分解立体图。

图3是显示根据本发明的用于手动变速器的示例性换档装置处于空档时的操作状态的图。

图4、5、6和7是显示根据本发明的用于手动变速器的示例性换档装置执行选择操作时的操作状态的图。

图8和9是显示根据本发明的用于手动变速器的示例性换档装置执行换档操作时的操作状态的图。

具体实施方式

下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

参考图1和图2，根据本发明的各个实施方案的用于手动变速器的换档装置100，根据驾驶员操作变速杆时变速杆的换档档位，通过驱动一个电动机而自动地执行选择操作和换档操作，从而以精确行程实现换档。

为此，根据本发明的各个实施方案的用于手动变速器的换档装置100，用于能够通过感测驾驶员对变速杆的操作而自动地进行控制轴101的选择操作及换档操作，并且换档装置100包括驱动电动机110、连接齿轮单元120、选择单元140以及换档单元160，如图1和图2所示。

首先，驱动电动机110设置在变速器之上的壳体外侧，并且安装主齿轮111的旋转轴113设置在壳体中的控制轴101的垂直方向上。

连接齿轮单元120设置在壳体中的驱动电动机110的旋转轴113之前，并且根据变速杆的位置信号选择性地传递驱动电动机110的旋转力。

在此，连接齿轮单元120包括连接板121、第一连接齿轮131和第二连接齿轮133以及操作构件。

在各个实施方案中，连接板120设置在安装支架123中，安装支架123垂直于旋转轴113而安装在驱动电动机110的旋转轴之前，并且通过铰接销125而能够选择性地旋转。

第一旋转轴127和第二旋转轴129分别安装在连接板121的两侧上。

第一连接齿轮131和第二连接齿轮133可旋转地分别安装在第一旋转轴127和第二旋转轴129上。

在各图中，第一连接齿轮131和第二连接齿轮133以预定间隔与主齿轮111隔开，但并不限制于此，并且第一连接齿轮131和第二连接齿轮133可以设置为在第一连接齿轮131和第二连接齿轮133接合在主齿轮111中的同时，将旋转选择性地传递到选择单元140和换挡单元160的任意一个。

此外，操作构件135从变速器控制单元(TCU)107接收控制信号，以在操作变速杆时通过第一连接齿轮131和第二连接齿轮133而将主齿轮111的旋转传递到选择单元140和换挡单元160的任意一个。

在此，由于TCU的操作对于本领域技术人员来说是清楚的，因此将略去其具体描述。

操作构件包括第一电磁体135和第二电磁体136以及之后的第一弹性构件137和第二弹性构件138，下面将更为具体地描述各部件。

首先，第一电磁体135和第二电磁体136分别安装在安装支架123的两个下侧，以对应于第一旋转轴127和第二旋转轴129。

第一电磁体135和第二电磁体136根据变速杆的操作通过TCU7的电信号选择性地产生磁力，以使连接板121围绕铰接轴125向着选择单元140或换档单元160旋转。

因此，连接齿轮131和133中的每一个选择性地接合在主齿轮111中，以选择性地操作选择单元140和换档单元160。

在此，当TCU107的电信号产生磁力时，第一电磁体135和第二电磁体136通过电磁力选择性地拉动第一旋转轴127和第二旋转轴129，以使连接板121围绕铰接销125旋转。

此外，第一弹性构件137和第二弹性构件138使安装支架123和连接板121相互连接，并且为连接板123提供排斥力，以便在电磁体135和136的每一个的磁力被消除时使连接板121回复到初始位置。

第一弹性构件137和第二弹性构件138可以由螺旋弹簧形成，每一个螺旋弹簧的一端连接到安装支架123的上部中心，另一端连接到连接板121的两侧的每一侧。

也即，当根据变速杆的操作，来自TCU107的电信号施加到操作构件的电磁体135和136的每一个时，具有上述配置的连接齿轮单元120选择性地产生磁力，以通过第一连接齿轮131和第二连接齿轮133而将主齿轮11接合在选择单元140和换档单元160的任意一个中。

此外，当变速杆不操作时，TCU107不会将电信号施加到电磁体135和136的每一个，从而停止产生磁力。在此情况下，弹性构件137和138的每一个对连接板121提供排斥力，以使连接板121回复到初始位置。

在各个实施方案中，选择单元140设置在连接齿轮单元120的一侧处以对应于换档拨叉103，并且与安装在控制轴101的一侧处的换挡拨叉103连接。

选择单元140通过操作连接齿轮单元120而接收驱动电动机110的旋转力，从而选择性地使换档拨叉103在控制轴101上往复运动到对应于换档档位的位置。

在此，选择单元140配置中壳体中，并且包括选择齿轮141、选择丝杠(selecting lead screw)143、选择运动块145、旋转轴147以及选择轭状物149。

首先，选择齿轮141设置在主齿轮111的一侧处以对应于第一连接齿轮131。

选择丝杠143与选择齿轮141连接，以与选择齿轮141一起旋转。

在各个实施方案中，选择运动块145接合在选择丝杠143中，以便能够通过选择丝杠143的旋转而沿着选择丝杠143运动。

此外，旋转轴147设置为垂直于选择丝杠143，并且选择拨叉148安装在选择轴147的一个下侧以对应于换档拨叉103，并且通过选择拨叉148而与换档拨叉103连接。

在此，多个固定突出部105在换档拨叉103的两个外周边上整体且/或一体地突出以对应于选择拨叉148，并且多个选择拨叉148相互连接为使选择拨叉148设置在所述多个固定突出部105之间的状态。

每一个固定突出部105可以在换档拨叉103的外周边上形成。

同时，感测选择轴147的旋转量的第一位置传感器155安装在选择轴147的顶部上。

第一位置传感器155感测选择轴147的旋转量，并且将感测到的信号输出到TCU107。因此，TCU107根据由第一位置传感器155感测到的信号判断选择拨叉148的位置。

在各个实施方案中，选择轭状物149的一端连接到选择运动块145，并且选择轭状物149的另一端连接到选择轴147，以便通过选择运动块145的运动而使选择轴147旋转。

在此，第一悬挂突出部151在选择运动块145中形成，并且在选择轭状物149中形成选择轭状物凹槽153，第一悬挂突出部151插入到选择轭状物凹槽153。

也即，选择齿轮141根据连接齿轮单元120的操作通过第一连接齿轮131而接合在主齿轮111中，从而使上述配置的选择单元140接收驱动电动机110的驱动力。

因此，与选择齿轮141一起旋转的选择丝杠143旋转，从而使选择运动块145根据驱动电动机110的旋转方向而选择性地运动。

在此情况下，当选择运动块145通过选择轭状物149而运动时，选择轴147选择性地旋转，同时，选择拨叉148也旋转，从而使换挡拨叉103在控制轴101上运动。

因此，换档拨叉103的位置移动以对应于对应的换档档位。

此外，换档单元160设置在连接齿轮单元120的另一侧处，以对应于选择单元140。

换档单元160连接到控制轴101的另一侧，并且通过操作连接齿轮单元120而接收驱动电动机110的旋转力从而进行操作，并且选择性地使控制轴101旋转，从而利用换档拨叉103操作为每一个换档档位设置的同步机构。

在此，换档单元160包括换档齿轮161、换档丝杠163、换档运动块165以及换档轭状物167。

首先，换档齿轮161设置在主齿轮111的另一侧处以对应于第二连接齿轮133。

换档丝杠163安装在换档齿轮161的旋转中心以与换档齿轮161一起旋转。

在各个实施方案中，换档运动块165接合在换档丝杠163中，并且能够在通过换档齿轮161的旋转而旋转的换档丝杠163上运动。

此外，换档轭状物167的一端连接到换档运动块165的底部，并且换档轭状物167的另一端连接到控制轴101的另一侧，以通过换档运动块165的运动而使控制轴101旋转。

在此，第二悬挂突出部169在换档滑动块165中形成，并且在换档轭状物167中形成换档轭状物凹槽171，第二悬挂突出部169插入该换档轭状物凹槽171，换档轭状物167与换档运动块165相互接合。

同时，用于通过感测控制轴101的旋转量而核实换档档位的第二位置传感器173安装在控制轴101的另一侧上，该感测控制轴101通过换档单元160而旋转。

第二位置传感器173感测控制轴101的旋转量，并将感测到的信号输出到TCU107，控制轴101通过操作换档单元160而旋转。

因此TCU107通过由第二位置传感器173感测到的信号根据控制轴101的旋转量判断换档拨叉103的旋转量。

也即，换档齿轮161根据连接齿轮单元120的操作通过第二连接齿轮133而接合在主齿轮111中，从而使上述配置的换档单元160接收驱动电动机110的驱动力。

因此，换档丝杠163与换档齿轮161一起旋转，从而使换档运动块165根据驱动电动机110的旋转方向而选择性地运动。

在此情况下，当换档运动块165通过换档轭状物167而运动时，控制轴101选择性地旋转，并且同时使换档拨叉103旋转。

因此，换挡拨叉103通过操作为每一个换档档位设置的同步机构而执行换档操作。

在此，将具体描述按照如上配置的根据本发明的各个实施方案的用于手动变速器的换档装置的操作和动作。

参考图3，当变速杆处于空档时，换档装置100的TCU107不会将电信号施加到电磁体135和136的每一个，从而并不产生磁力。

因此，连接板121通过弹性构件137和138的每一个的排斥力而保持在初始安装位置。

因此，连接齿轮131和133的每一个从主齿轮111的顶部隔开，从而防止主齿轮111和选择齿轮141或换档齿轮161接合。

在换档装置100中，当驾驶员在图3的空档状态通过操作变速杆执行选择操作，例如到R/1档或4/5档时，TCU107将电信号施加到第一电磁体135以产生磁力，如图4所示。

因此，通过第一电磁体135的磁力向着第一电磁体135拉动第一旋转轴127。在此情况下，连接板121围绕铰接销125向着选择单元140旋转。

因此，第一连接齿轮131接合在主齿轮111和选择齿轮141中。在此，驱动电动机110通过TCU107的控制信号而在正向(forwarddirection)或反向(reverse direction)上旋转。

首先，当驾驶员将变速杆移动到R/1档时，在驱动电动机110的主齿轮111在逆时针方向上旋转的同时，主齿轮111通过第一连接齿轮131而将旋转力传递到选择齿轮141，如图5所示。

因此，选择齿轮141与主齿轮111一起在逆时针方向上旋转，并且同时，选择丝杠143也在相同方向上旋转，以将选择运动块145移动到选择齿轮141。

因此，当选择轭状物149通过选择运动块145而向着选择齿轮141旋转时，选择轭状物149使选择轴147旋转。

在此情况下，选择拨叉148通过旋转轴147而旋转，以在控制轴101上向着换档单元160(也即，R/1档)移动换档拨叉103。

相应地，换档拨叉103定位于R/1档，并且在此情况下，第一位置传感器155感测选择轴101的旋转量，并且将感测到的信号输出到TCU107。

在此情况下，TCU107将第一位置传感器155的输出信号与预设值进行比较，并且当输出值等于预设值时，TCU107停止将电信号施加到第一电磁体135。

因此，第一连接齿轮131从失去磁力的第一电磁体135分离。此外，连接板121通过第一弹性构件137的排斥力而旋转到初始位置，以便使主齿轮111和选择齿轮141彼此脱离。

因此，换档装置100回复到处于空档状态的初始位置，如图3所示。

相反，当驾驶员将变速杆移动到例如4/5档时，驱动电动机110的主齿轮111在顺时针方向上旋转，并且通过第一连接齿轮131将旋转力传递到选择齿轮141，如图6所示。

因此，选择齿轮141与主齿轮111一起在顺时针方向上旋转，并且同时，选择丝杠143也在相同方向上旋转，以将选择运动块145移动到控制轴101。

因此，在选择轭状物149通过选择运动块145而向着控制轴101旋转的同时，选择轭状物149使选择轴147旋转。

在此情况下，选择拨叉148通过选择轴147而旋转，以在控制轴101上在相反方向上将换档拨叉103移动到R/1档。

相应地，换档拨叉103定位于4/5档，并且在此情况下，第一位置传感器155感测选择轴147的旋转量，并且将感测到的信号输出到TCU107。由于换档拨叉103执行与上述的R/1档的选择操作中相同的控制操作，因此在此将不再赘述。

参考图7和图8，在换档装置100中，当驾驶员完成选择操作例如到R/1档或4/5档，并且由此在图3的空档状态通过操作变速杆执行换档操作时，TCU107将电信号施加到第二电磁体136以产生磁力，如图7所示。

因此，通过第二电磁体136的磁力向着第二电磁体136拉动第一旋转轴129。在此情况下，连接板121围绕铰接销125向着换档单元160旋转。

因此，第二连接齿轮133接合在主齿轮111和换档齿轮161中。在此，驱动电动机110通过TCU107的控制信号而在正向或反向上旋转。

首先，当驾驶员通过操作完成选择操作的变速杆而执行换档操作例如到R/2/4档时，在驱动电动机110的主齿轮111在顺时针方向上旋转的同时，主齿轮111通过第二连接齿轮133将旋转力传递到换档轴161，如图8所示。

因此，换档齿轮161与主齿轮111一起在顺时针方向上旋转，并且同时，换档丝杠163也在相同方向上旋转，以将换档运动块165移动到控制轴101。

因此，换档轭状物167同时在基于附图的向左方向上通过换档运动块165使控制轴101旋转。

在此情况下，在换档拨叉103与控制轴101在相同方向上旋转的同时，换档拨叉103通过操作同步机构而完成换档操作，以对应于R/2/4档的换档档位。

在此，第二位置传感器173感测控制轴101的旋转量，并且将感测到的信号输出到TCU107。

在此情况下，TCU107将第二位置传感器173的输出信号与预设值进行比较，并且当输出值等于预设值时，TCU107停止将电信号施加到第二电磁体136。

因此，第二连接齿轮133从失去磁力的第二电磁体136分离。此外，连接板121通过第二弹性构件138的排斥力而旋转到初始位置，以便使主齿轮111和换档齿轮161彼此脱离。

因此，换档装置100回复到处于空档状态的初始位置，如图3所不。

相反地，当驾驶员通过操作完成选择操作的变速杆而执行换档操作例如到1/3/5档时，在驱动电动机110的主齿轮111在逆时针方向上旋转的同时，主齿轮111将通过第二连接齿轮133将旋转力传递到换档齿轮161，如图9所示。

因此，换档齿轮161与主齿轮111一起在逆时针方向上旋转，并且同时，换档丝杠163也在相同方向上旋转，以将换档运动块165移动到驱动电动机110。

因此，换档轭状物167在基于附图的向右方向上通过换档运动块165使控制轴101旋转。

在此情况下，在换档拨叉103与控制轴101在相同方向上旋转的同时，换档拨叉103通过操作同步机构而完成换档操作，以对应于/1/3/5档的换档档位。

在此情况下，第二位置传感器173感测控制轴101的旋转量，并将感测到的信号输出到TCU107，并且由于第二位置传感器173执行与R/2/4档的换档操作同样的控制操作，所以在此将不再赘述。

根据本发明的各个实施方案，如上配置的用于手动变速器的换档装置100根据驾驶员操作变速杆时变速杆的位置通过驱动一个电动机而自动地执行选择操作和换档操作，从而以精确行程执行换档，进而可以通过减小在换挡时施加到同步器的冲击力而提高变速器的耐用性。

另外，通过连接齿轮单元120并利用一个电动机选择性地驱动选择单元140和换档单元160而自动地实现换档操作，从而节省了制造成本，该选择单元140和换档单元160将驱动电动机110的旋转运动转换为直线运动，并且将直线运动传递到控制轴101。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上或下等被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案中的这些特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims

1.一种用于手动变速器的换档装置，以通过感测驾驶员对变速杆的操作而操作控制轴的换档操作和选择操作，所述装置包括：

驱动电动机，所述驱动电动机包括旋转轴，主齿轮安装在所述旋转轴上；

连接齿轮单元，所述连接齿轮单元设置在所述驱动电动机的旋转轴之前，并且根据所述变速杆的位置信号选择性地传递所述驱动电动机的旋转；

选择单元，所述选择单元设置在所述连接齿轮单元的一侧处，能够操作地连接到安装在所述控制轴的一侧处的换档拨叉，并且选择性地与所述连接齿轮单元连接，以选择性地移动所述控制轴上的换档拨叉；以及

换档单元，所述换档单元设置在所述连接齿轮单元的另一侧处，连接到所述控制轴的另一侧，并且选择性地与所述连接齿轮单元连接以使所述控制轴旋转。

2.根据权利要求1所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述连接齿轮单元包括：

连接板，所述连接板设置为能够围绕铰接销选择性地旋转，并且包括分别安装在所述连接板两侧的第一旋转轴和第二旋转轴，所述铰接销设置在安装支架中；

第一连接齿轮和第二连接齿轮，所述第一连接齿轮和第二连接齿轮分别安装在所述第一旋转轴和第二旋转轴上；以及

操作构件，所述操作构件从变速器控制单元(TCU)接收控制信号，以便在操作所述变速杆时，通过所述第一连接齿轮和第二连接齿轮而选择性地将所述主齿轮接合在所述选择单元和所述换档单元中的任意一个中。

3.根据权利要求2所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述操作构件包括：

第一电磁体和第二电磁体，所述第一电磁体和第二电磁体的每一个安装在所述安装支架上以对应于所述第一旋转轴和第二旋转轴，并且通过所述TCU的电信号而产生磁力，以便通过旋转所述连接板而将所述选择单元和所述换档单元中的任意一个接合在所述主齿轮中；以及

第一弹性构件和第二弹性构件，所述第一弹性构件和第二弹性构件使所述安装支架和所述连接板相互连接，并且为所述连接板提供回复力以将所述连接板回复到初始安装位置。

4.根据权利要求3所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述第一电磁体和第二电磁体，根据所述TCU的电信号，通过选择性地拉动所述第一旋转轴和第二旋转轴，而使所述连接板围绕所述铰接销旋转。

5.根据权利要求3所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述第一弹性构件和第二弹性构件，由螺旋弹簧形成，所述螺旋弹簧的每一个的一端连接到所述安装支架的上部中心，另一端连接到所述连接板的两侧的每一侧。

6.根据权利要求2所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述选择单元包括：

选择齿轮，所述选择齿轮设置在所述主齿轮的一侧处以对应于所述第一连接齿轮；

选择丝杠，所述选择丝杠连接到所述选择齿轮并与所述选择齿轮一起旋转；

选择运动块，所述选择运动块接合在所述选择丝杠中，并且能够通过所述选择丝杠的旋转而沿着所述选择丝杠运动；

选择轴，所述选择轴垂直于所述选择丝杠而设置；

选择拨叉，所述选择拨叉与所述选择轴连接，并且所述选择拨叉通过所述选择轴的旋转而使所述换挡拨叉在所述控制轴上运动；以及

选择轭状物，所述选择轭状物的一端连接到所述选择运动块，另一端连接为通过所述选择运动块的运动而使所述选择轴旋转。

7.根据权利要求6所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述选择运动块包括突出的第一悬挂突出部；并且

所述选择轭状物包括选择轭状物凹槽，所述第一悬挂突出部插入到所述选择轭状物凹槽内。

8.根据权利要求6所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

在所述换档拨叉中，

在所述换档拨叉的外周边上形成固定突出部，所述选择拨叉插入到所述固定突出部内。

9.根据权利要求6所述的用于手动变速器的换档装置，进一步包括：

第一位置传感器，所述第一位置传感器设置在所述选择轴的一侧处以感测所述选择轴的旋转量。

10.根据权利要求2所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述换档单元包括：

换档齿轮，所述换档齿轮设置在所述主齿轮的另一侧处以对应于所述第二连接齿轮；

换档丝杠，所述换档丝杠与所述换档齿轮连接并与所述换档齿轮一起旋转；

换档运动块，所述换档运动块接合在所述换档丝杠中，并且能够通过所述换档丝杠的旋转而沿着所述换档丝杠运动；以及

换档轭状物，所述换档轭状物连接到所述换档运动块并连接到所述控制轴的另一侧，以便通过所述换档运动块的运动而使所述控制轴旋转。

11.根据权利要求10所述的用于手动变速器的换档装置，其中：

所述换档运动块包括突出的第二悬挂突出部；并且

所述换档轭状物包括换档轭状物凹槽，所述第二悬挂突出部插入到所述换档轭状物凹槽内。

12.根据权利要求10所述的用于手动变速器的换档装置，进一步包括：

第二位置传感器，所述第二位置传感器安装在所述控制轴的另一侧，以通过感测由所述换档单元旋转的所述控制轴的旋转量而核实换档档位。