CN102788144A - 自动化的手动变速器控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化的手动变速器控制装置，其可以包括：凸轮、第一动力传动组件、和第二动力传动组件；该凸轮能够旋转地设置在中心轴上；该第一动力传动组件将所述凸轮的旋转位移所产生的动力传递至变速杆，以作为驱动该变速杆的动力；该第二动力传动组件将所述凸轮的旋转位移所产生的动力传递至放松杆，以作为驱动该放松杆的动力。

Description

自动化的手动变速器控制装置
技术领域
本发明大体上涉及一种自动化的手动变速器控制装置，并且更加具体而言，本发明涉及一种控制机构，其中离合器的操作能够自动地与排档换档互锁。
背景技术
传统的自动化的手动变速器包括离合器控制单元和排档换档单元，该离合器控制单元替代了由驾驶员执行的离合器踏板操作，该排档换档单元替代了由驾驶员执行的排档换档操作。这种自动化的手动变速器执行换档，以使得在离合器控制单元控制离合器的同时，排档换档单元对档位进行切换。
因此，基本上需要单独的电机和操作机构来包含在离合器控制单元中。另外，排档换档单元也需要单独的电机和操作机构。特别而言，换档被分成排档选择操作和排档换档操作。为了实现该操作，已经使用了利用多个致动器(例如电机等等)的机构。
如上所述，传统的自动化的手动变速器控制装置包括至少三个致动器来控制离合器、选择排档以及切换排档。因此，如果多个致动器的操作周期并未精确地互相协调的话，则可能发生故障。因而，很难控制换档过程。并且，由于使用了相对较多数量的致动器，因此装置的重量增大，并且制造成本也增大。
公开于该发明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
本发明的各个方面致力于提供着一种自动化的手动变速器控制装置，其被配置成通过简单的操作机构而使得离合器的操作与排档换档操作互锁，从而防止了故障，并且使得换档的过程变得容易，还减少了自动化的手动变速器的重量和制造成本。
在本发明的一个方面当中，一种自动化的手动变速器控制装置，可以包括：凸轮、第一动力传动组件、和第二动力传动组件；该凸轮能够旋转地设置在中心轴上；该第一动力传动组件将所述凸轮的旋转位移所产生的动力传递至变速杆，以作为驱动该变速杆的动力；该第二动力传动组件将所述凸轮的旋转位移所产生的动力传递至放松杆，以作为驱动该放松杆的动力。
当所述第二动力传动组件可以已经完成动力传递的时刻起，所述第一动力传动组件将动力传递至所述变速杆。
所述第一动力传动组件可以包括：第一杆、第二杆和弹簧组件；该第一杆在与所述中心轴相距预定处而能够旋转地连接到所述凸轮；该第二杆枢转地连接到所述变速杆；该弹簧组件弹性地联接所述第一杆和第二杆，且该弹簧组件被配置成使得：当所述第一杆和第二杆之间的位移距离可以减小的时候，该弹簧组件的弹性模量增大预定级别。
所述弹簧组件可以包括：具有预定弹性模量的第一弹簧；以及第二弹簧，该第二弹簧的弹性模量大于所述第一弹簧的弹性模量，其中所述第一弹簧和第二弹簧可以沿着所述第一杆和第二杆限定的直线而串联布置。
所述弹簧组件可以包括厚度可变的弹簧，该厚度可变的弹簧与所述第一和第二杆呈直线对齐，且该厚度可变的弹簧在沿着所述直线而被压缩或者拉伸的时候发生弹簧丝线的厚度变化。
所述述弹簧组件还可以包括壳体，其中所述第一杆和第二杆可以能够滑动地接合到该壳体；形成于所述第一杆的端部的第一座和形成于所述第二杆的端部的第二座可以能够滑动地设置所述壳体内；所述第一弹簧可以布置在所述第一座和所述壳体的内表面之间并且可以布置在所述第二座和所述壳体的内表面之间；并且所述第二弹簧可以布置在所述第一座和所述第二座之间。
所述凸轮可以具有从其基础圆中向外突出的离合器驱动突出部，该基础圆通过预定半径而围绕所述中心轴形成，并且所述第二动力传动组件可以具有推杆，该推杆能够滑动地接触所述凸轮，以使得所述推杆在遵循所述离合器驱动突出部的轮廓的同时来进行直线移动，从而将其直线位移传递至所述放松杆；其中所述离合器驱动突出部可以具有上离合器驱动突出部和下离合器驱动突出部，该上离合器驱动突出部和下离合器驱动突出部相对于所述推杆而分别设置在所述凸轮的上下对称位置上，并且所述上离合器驱动突出部和下离合器驱动突出部的每一者可以被配置成使得：当所述凸轮进行旋转直到所述变速杆可以完成了换档之后，所述推杆可以与所述基础圆相接触并且可以返回其初始位置。
致动器可以连接到所述凸轮的中心轴，以向所述凸轮提供旋转力，当所述推杆直线移动的时候，该推杆可以通过导向件支架而被导向，并且辊子可以设在所述推杆的对应端部，从而所述推杆通过该辊子而可以与所述凸轮进行滚动接触。
所述致动器可以是电机。
在根据本发明的自动化的手动变速器控制装之中，通过简单的操作机构而使得离合器的操作能够与排档换档操作互锁。因此，防止了所述装置发生故障。便利了对换档的过程的控制。自动化的手动变速器的重量和制造成本能够得到降低。
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变得清楚或更为具体地得以阐明。
附图说明
图1是显示了根据本发明示例性实施方式的自动化的手动变速器控制装置的构造的视图。
图2是显示了图1中的控制装置的操作机构的示意图。
图3是显示了图1中的控制装置的换高速档机构的视图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式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式相结合进行描述，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式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，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式。
在下文中，将参考附图来详细描述本发明的优选实施方式。
现在应当参考附图，其中在不同的附图所使用的相同的参考标号表示相同或类似的部件。
参考图1至图3，根据本发明实施方式的自动化的手动变速器控制装置包括凸轮3、第一动力传动组件和第二动力传动组件。凸轮3可旋转地设在中心轴1上。所述第一动力传动组件将凸轮3的旋转位移所产生的动力传递至变速杆5，以作为驱动变速杆5的动力。所述第二动力传动组件将凸轮3的旋转位移所产生的动力传递至离合器的放松杆7，以作为驱动放松杆7的动力。该第一动力传动组件被配置成使得当所述第二动力传动组件已经完成动力传递的时刻起，所述第一动力传动组件将动力传递至变速杆5。
换言之，本发明的特征在于，通过旋转凸轮3而操作放松杆7，并且排档换档与放松杆7的操作互锁。作为参考，排档选择操作通过本发明中并未提及的单独的方法来执行。
在本实施方式当中，第一动力传动组件包括第一杆9、第二杆11和弹簧组件13。第一杆9可旋转地连接到凸轮3。第二杆11可旋转地连接到变速杆5。弹簧组件13被配置成使得当第一杆9和第二杆11之间的位移距离减小的时候，弹簧组件13的弹性模量相应地增大。
弹簧组件13包括第一弹簧15和第二弹簧17，该第一弹簧15具有相对较小的弹性模量，该第二弹簧17具有相对较大的弹性模量。第一弹簧15和第二弹簧17沿着由第一杆9和第二杆11所形成的直线而串联布置。
在本发明的示例性实施方式当中，弹簧组件13还包括壳体30，其中第一杆9和第二杆11可滑动地接合至该壳体30。第一杆9和第二杆11的每个端部都形成有第一座和第二座40和50。
第一弹簧15布置在第一座40和壳体的内表面之间，并且布置在第二座50和壳体的内表面之间。第二弹簧17布置在第一座40和第二座50之间。
由此，在本发明中，具有不同弹性模量的多个弹簧串联布置。因此，当在第一杆9和第二杆11之间施加压缩力的时候，具有相对较小的弹性模量的第一弹簧15首先被压缩，在第一弹簧15被压缩到预定程度之后，第二弹簧17被压缩，从而提供弹力。
另外，例如弹簧组件13可以包括厚度可变的弹簧，该厚度可变的弹簧与第一杆9和第二杆11呈直线排列，并且在沿着该直线被压缩或者拉伸的时候，该厚度可变的弹簧发生弹簧丝线的厚度变化。
凸轮3包括离合器驱动突出部21，该离合器驱动突出部21从基础圆19中向外呈流线型突出，该基础圆19通过预定的半径而在中心轴1周围形成。所述第二动力传动组件包括推杆23，该推杆23沿着离合器驱动突出部21的轮廓直线移动，从而将直线位移传递至离合器的放松杆7。
换言之，当凸轮3转动的时候，离合器驱动突出部21推动推杆23，从而对放松杆7进行操作。
离合器驱动突出部21包括上和下离合器驱动突出部21，它们相对于推杆23而分别设在凸轮的上下对称位置上。离合器驱动突出部21被配置成使得当凸轮3进行旋转直到变速杆5已经完成了换档的时候，推杆23与基础圆19相接触并且返回到它的初始位置。
因此，上离合器驱动突出部21参与将变速杆5从空档状态换至高速档的向上转动操作。下离合器驱动突出部21参与将变速杆5从空档状态换至低速档的向下转动操作。
同时，电机25连接到凸轮3的中心轴1，以向凸轮3提供旋转力。当推杆23直线移动的时候，该推杆23被导向件支架27进行导向。辊子29设在推杆23的对应端部上，从而推杆23通过该辊子29而与凸轮3进行滚动接触。
将参考图3来描述自动化的手动变速器控制装置换到高速档的操作。同时，通过相同的方式，可以仅仅通过在与换高速档反向的方向上旋转凸轮3而实现换低速档。
第一步骤是空档状态。离合器处于被接合的状态，换言之，处于ON状态。变速杆5处在空档状态。
在该状态中，当电机25运行来旋转凸轮3的时候，执行第二步骤。在该第二步骤中，离合器驱动突出部21推动推杆23。然后，推杆23将直线移动的力传递至放松杆7，从而离合器进入到分离状态。
并且，在该第二步骤中，变速杆5保持为空档状态。其原因是当凸轮3转动到如上所述的程度时，由于凸轮3的旋转而导致的第一杆9朝着第二杆11的位移能够仅仅对第一弹簧15进行压缩而还未压缩第二弹簧17。此外，另一个原因是变速杆5被配置成使得它保持为静止不动的状态，直到预定强度的力施加到该变速杆5上，从而仅仅当大于预定强的力作用于其上的时候才能使变速杆5转动，而不是响应于施加于其上的力的强度变化而连续转动。
接下来，当凸轮3进一步旋转而进入第三步骤的时候，推杆23仍然处于被推动的状态，从而离合器仍然能够阻断动力传动。并且，第一杆9的位移进一步增大，从而第二弹簧17被压缩超过了它能够提供弹力的极限。直接，变速杆5脱离空档状态，从而换到高速档。
之后，当凸轮3进一步旋转的时候，所述控制装置进入到第四步骤。在该第四步骤中，当凸轮3从第三步骤中进一步地旋转时，推杆23返回到凸轮3的基础圆19，从而离合器进入到接合状态，以再次允许动力传输。基本上已经完成了换高速档。当然，在该状态中，变速杆5持续地保持着已经完成换高速档的状态。
如上所述，在根据本发明的自动化的手动变速器控制装置当中，对排档的换档操作能够仅仅通过在一个方向上将单一的电机旋转预定角度并结合离合器的控制操作而被按顺序执行。因此，本发明能够利用简单并且廉价的构造和简单的控制方法来一起包括离合器的操作与排档换档的操作。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”是用于参考图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方式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。选择示例性实施方式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式及其各种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效形式所限定。

Claims (10)

1.一种自动化的手动变速器控制装置，包括：
凸轮，该凸轮能够旋转地设置在中心轴上；
第一动力传动组件，该第一动力传动组件将所述凸轮的旋转位移所产生的动力传递至变速杆，以作为驱动该变速杆的动力；以及
第二动力传动组件，该第二动力传动组件将所述凸轮的旋转位移所产生的动力传递至放松杆，以作为驱动该放松杆的动力。
2.根据权利要求1所述的自动化的手动变速器控制装置，其中当所述第二动力传动组件已经完成动力传递的时刻起，所述第一动力传动组件将动力传递至所述变速杆。
3.根据权利要求1所述的自动化的手动变速器控制装置，其中所述第一动力传动组件包括：
第一杆，该第一杆在与所述中心轴相距预定处而能够旋转地连接到所述凸轮；
第二杆，该第二杆枢转地连接到所述变速杆；以及
弹簧组件，该弹簧组件弹性地联接所述第一杆和第二杆，且该弹簧组件被配置成使得：当所述第一杆和第二杆之间的位移距离减小的时候，该弹簧组件的弹性模量增大预定级别。
4.根据权利要求3所述的自动化的手动变速器控制装置，其中所述弹簧组件包括：
具有预定弹性模量的第一弹簧；以及
第二弹簧，该第二弹簧的弹性模量大于所述第一弹簧的弹性模量，
其中所述第一弹簧和第二弹簧沿着所述第一杆和第二杆限定的直线而串联布置。
5.根据权利要求4所述的自动化的手动变速器控制装置，其中所述弹簧组件包括厚度可变的弹簧，该厚度可变的弹簧与所述第一和第二杆呈直线排列，且该厚度可变的弹簧在沿着所述直线而被压缩或者拉伸的时候发生弹簧丝线的厚度变化。
6.根据权利要求4所述的自动化的手动变速器控制装置，其中
所述弹簧组件还包括壳体，其中所述第一杆和第二杆能够滑动地接合到该壳体；
形成于所述第一杆的端部的第一座和形成于所述第二杆的端部的第二座能够滑动地布置所述壳体内；
所述第一弹簧布置在所述第一座和所述壳体的内表面之间并且布置在所述第二座和所述壳体的内表面之间；并且
所述第二弹簧布置在所述第一座和所述第二座之间。
7.根据权利要求1所述的自动化的手动变速器控制装置，其中
所述凸轮具有从其基础圆中向外突出的离合器驱动突出部，该基础圆通过预定半径而围绕所述中心轴形成，并且
所述第二动力传动组件具有推杆，该推杆能够滑动地接触所述凸轮，以使得所述推杆在遵循所述离合器驱动突出部的轮廓的同时进行直线移动，从而将其直线位移传递至所述放松杆。
8.根据权利要求7所述的自动化的手动变速器控制装置，其中
所述离合器驱动突出部具有上离合器驱动突出部和下离合器驱动突出部，该上离合器驱动突出部和下离合器驱动突出部相对于所述推杆而分别设置在所述凸轮的上下对称位置上，并且
所述上离合器驱动突出部和下离合器驱动突出部的每一者被配置成使得：当所述凸轮进行旋转直到所述变速杆完成了换档之后，所述推杆与所述基础圆相接触并且返回其初始位置。
9.根据权利要求7所述的自动化的手动变速器控制装置，其中
致动器连接到所述凸轮的中心轴，以向所述凸轮提供旋转力，
当所述推杆直线移动的时候，所述推杆通过导向件支架而被导向，并且辊子设在所述推杆的对应端部，从而所述推杆通过该辊子而与所述凸轮进行滚动接触。
10.根据权利要求9所述的自动化的手动变速器控制装置，其中所述致动器为电机。
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