CN103148214A - 车辆及其换挡操纵机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车辆及其换挡操纵机构，该换挡操纵机构包括：换挡轴；其上设有换挡滑道、倒挡滑道和空挡滑道的换挡毂；加挡摇臂和减挡摇臂，加挡摇臂驱动换挡轴沿第一方向转动预定角度，减挡摇臂驱动换挡轴沿第二方向转动预定角度，换挡驱动件，换挡驱动件分别与加、减挡摇臂相连且在第一位置、第二位置和初始位置之间可移动。倒挡摇臂；驱动倒挡摇臂推动换挡轴轴向移动的倒挡驱动件；换挡拨叉组件，换挡滑道驱动换挡拨叉组件沿轴向移动以进行加减挡；和倒挡拨叉组件，倒挡滑道驱动倒挡拨叉组件沿轴向移动。由此，换挡操纵机构不仅能够缩短换挡时间，提高了车辆传动效率，而且避免了驾驶员换挡时发生挂错挡的风险。

Description

车辆及其换挡操纵机构

技术领域

本发明涉及变速器换挡操纵控制技术领域，特别是涉及一种车辆及其换挡操纵机构。

背景技术

随着车辆越来越多，城市公路也会越来越拥堵，对于手动挡的车来说，频繁的换挡是避免不了的，现今的换挡操纵机构，需要驾驶员执行选挡和换挡两个动作才能达到预期的挡位，车主们也会因为频繁的换挡动作而感到疲倦，匆忙中还有挂错挡的风险。

现有技术中的换挡操纵机构需要选挡和换挡两个动作才能实现挂挡的目的，操作较为复杂，换挡时间长，车在运行中动力中断时间长，传递效率低。

另外，现有的换挡机构需要靠手感和经验挂挡，有挂错挡的风险；现有的手动操纵机构零件繁多，不容易保证其一致性，成本较高，且零件管理也比较困难。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种结构简单且换挡迅速，操作简单的换挡操纵机构。

本发明的另一个目的在于提出一种具有该换挡操纵机构的车辆。

根据本发明一方面实施例的换挡操纵机构，包括：换挡轴；换挡毂，所述换挡毂套设在所述换挡轴上以随所述换挡轴转动和轴向移动，所述换挡毂上设有换挡滑道、倒挡滑道和空挡滑道；加挡摇臂和减挡摇臂，所述加挡摇臂和减挡摇臂分别与所述换挡轴相连，所述加挡摇臂沿第一方向转动时驱动所述换挡轴沿所述第一方向转动预定角度，所述加挡摇臂沿与所述第一方向相反的第二方向转动时可相对于所述换挡轴转动，所述减挡摇臂沿所述第二方向转动时驱动所述换挡轴沿所述第二方向转动所述预定角度，所述减挡摇臂沿所述第一方向转动时可相对于所述换挡轴转动；换挡驱动件，所述换挡驱动件分别与所述加挡摇臂和减挡摇臂相连且在第一位置、第二位置和初始位置之间可移动，所述换挡驱动件在所述初始位置与所述第一位置之间移动时驱动所述加挡摇臂转动，所述换挡驱动件在所述初始位置与所述第二位置之间移动时驱动所述减挡摇臂转动；倒挡摇臂；倒挡驱动件，所述倒挡驱动件与所述倒挡摇臂相连以驱动所述倒挡摇臂推动所述换挡轴沿所述换挡轴的轴向移动；换挡拨叉组件，所述换挡拨叉组件的一部分与所述换挡滑道和空挡滑道可滑动地配合，所述换挡滑道在所述换挡毂转动时驱动所述换挡拨叉组件沿所述轴向移动以进行加减挡；和倒挡拨叉组件，所述倒挡拨叉组件的一部分可滑动地配合在所述倒挡滑道内，所述倒挡滑道在所述换挡毂沿所述轴向移动时驱动所述倒挡拨叉组件沿所述轴向移动切换到倒挡。

由此，根据本发明实施例的换挡操纵机构，通过换挡驱动件和倒挡驱动件与加挡摇臂减挡摇臂和倒挡摇臂的配合来驱动换挡毂转动和轴向移动，进而驱动换挡拨叉组件和倒挡拨叉组件进行换挡操作，不仅能够缩短换挡时间，提高了车辆传动效率，提高了燃油经济性，而且避免了驾驶员换挡时发生挂错挡的风险。另外，通过上述结构能够避免使用复杂的结构控制换挡毂的转动，有效简化了换挡操作机构的结构，减小了换挡操作机构所占空间，便于安装。

另外，根据本发明的换挡操纵机构还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，还包括第一和第二单向离合器，所述加挡摇臂通过所述第一单向离合器设在所述换挡轴上，所述减挡摇臂通过所述第二单向离合器设在所述换挡轴上。

根据本发明的一个实施例，所述换挡驱动件包括：牵引件；连接块，所述连接块与所述牵引件相连；和第一和第二驱动杆，所述第一驱动杆的第一端与所述连接块相连而另一端与所述加挡摇臂相连，所述第二驱动杆的第一端与所述连接块相连而另一端与所述减挡摇臂相连。

根据本发明的一个实施例，所述加挡摇臂上设有第一销轴，所述减挡摇臂上设有第二销轴，所述换挡驱动件还包括第一和第二环形件，所述第一环形件套在所述第一销轴上，所述第二环形件套在所述第二销轴上，在所述初始位置，所述第一销轴与所述第一环形件的内孔的远侧壁接触且所述第二销轴与所述第二环形件的内孔的近侧壁接触。

根据本发明的一个实施例，所述换挡拨叉组件具有换挡拨块，所述换挡拨块与所述换挡滑道和空挡滑道可滑动地配合；所述倒挡拨叉组件具有倒挡拨块，所述倒挡拨块与所述倒挡滑道可滑动地配合。

根据本发明的一个实施例，还包括拨叉轴，所述换挡拨叉组件和倒挡拨叉组件分别设在所述拨叉轴上。

根据本发明的一个实施例，所述换挡拨叉组件包括1/2挡拨叉组件和3/4挡拨叉组件，所述换挡滑道包括1/2挡滑道和3/4挡滑道，所述拨叉轴包括第一拨叉轴和第二拨叉轴，所述1/2挡拨叉组件固定地设在所述第一拨叉轴上，所述倒挡拨叉组件沿第一拨叉轴的轴向可移动地设在所述第一拨叉轴上，所述3/4挡拨叉组件固定设在所述第二拨叉轴上。

根据本发明的一个实施例，还包括操纵盖，所述倒挡摇臂可转动地固定在所述操纵盖上以驱动所述换挡轴和所述换挡毂轴向移动。

根据本发明的一个实施例，所述操纵盖套在所述换挡轴上且具有支撑臂，所述倒挡摇臂为大体L形，所述倒挡摇臂的一端位于所述加挡摇臂和减挡摇臂之间以驱动所述换挡轴沿轴向移动，另一端与所述倒挡驱动件相连，所述L形驱动臂的拐角部可枢转地安装在所述支撑臂上。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括：换挡操纵机构，所述换挡操纵机构为上述任一项换挡操纵机构；换挡手柄，所述换挡手柄与所述换挡驱动件和所述倒挡驱动件相连以控制所述换挡驱动件和所述倒挡驱动件的运动；和变速器，所述换挡操纵机构设在所述变速器壳体上以通过所述换挡操纵机构控制所述变速器的换挡操作。

由此，根据本发明实施例的车辆，通过换挡操纵机构，不仅能够缩短换挡时间，提高了车辆传动效率，改善了燃油经济性，而且换挡操作简单快捷，同时避免了驾驶员换挡时发生挂错挡的风险。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的换挡操纵机构的立体示意图；

图2是根据本发明实施例的换挡操纵机构的侧视示意图；

图3是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡驱动件与加减挡摇臂配合的示意图；

图4是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中示出1/2、3/4挡拨叉组件的拨块在各个挡位的位置；

图5是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中空挡时各个拨叉组件的拨块的位置；

图6是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中一挡时各个拨叉组件的拨块的位置；

图7是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中二挡时各个拨叉组件的拨块的位置；

图8是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中三挡时各个拨叉组件的拨块的位置；

图9是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中四挡时各个拨叉组件的拨块的位置；

图10是根据本发明实施例的换挡操纵机构的换挡毂上滑道的展开图，其中倒挡时各个拨叉组件的拨块的位置。

附图标记说明：

100：换挡轴；200：换挡毂；211：1/2挡滑道；212：3/4挡滑道；220：倒挡滑道；230：空挡滑道；310：加挡摇臂；311：第一销轴；320：减挡摇臂；321：第二轴销；330：倒挡摇臂；331：倒挡摇臂一端；332：倒挡摇臂另一端；333：倒挡摇臂拐角部；400：换挡驱动件；410：牵引件;420:连接块;430:第一驱动杆;431:第一环形件;440:第二驱动杆;441:第二环形件;510：1/2挡拨叉组件；511：1/2挡拨块；512：1/2挡换挡拨叉；513：1/2挡换挡拨臂；520：3/4挡拨叉组件；521：3/4挡拨块；522：3/4挡换挡拨叉；523：3/4挡换挡拨臂；600：倒挡拨叉组件；610：倒挡拨块；620：挡拨叉；630：倒挡拨臂；710：第一单向离合器；720：第二单向离合器；810：第一拨叉轴；820：第二拨叉轴；900：操纵盖；910：支撑臂。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-10描述根据本发明实施例的换挡操纵机构。

根据本发明实施例的换挡操纵机构，包括：换挡轴100、换挡毂200、加挡摇臂310、减挡摇臂320、倒挡摇臂330、换挡驱动件400、倒挡驱动件（图中未示）、换挡拨叉组件、倒挡拨叉组件600。

具体而言，如图1-3所示，换挡毂200套设在换挡轴100上以随换挡轴100转动和轴向移动，换挡毂200上设有换挡滑道、倒挡滑道220和空挡滑道230。换挡滑道和倒挡滑道220分别形成为沿换挡毂200的周向延伸且沿换挡毂200的轴向彼此间隔的环形滑道，而空挡滑道230为沿换挡毂200的轴向延伸且与换挡滑道和倒挡滑道220相交的直线滑道。

加挡摇臂310和减挡摇臂320分别与换挡轴100相连，且加挡摇臂310和减挡摇臂320在不作加、减挡操作时沿轴向对齐，即如图1所示，加挡摇臂310和减挡摇臂320均处于初始位置。

加挡摇臂310沿第一方向转动（例如图1中顺时针方向）时驱动换挡轴100沿第一方向转动预定角度，而加挡摇臂310沿与第一方向相反的第二方向（例如图1中逆时针方向）转动时可相对于换挡轴100转动，即与换挡轴100之间形成空转，不驱动换挡轴100沿第二方向转动。这样设置能够保证加挡摇臂310在每次完成一个挡位的加挡操作后通过复位装置复位。

反之，减挡摇臂320沿第二方向转动时驱动换挡轴100沿第二方向转动预定角度，而减挡摇臂320沿第一方向转动时可相对于换挡轴100转动。因此，减挡摇臂320在每次完成一个挡位的减挡操作后通过复位装置复位。

换挡驱动件400分别与加挡摇臂310和减挡摇臂320相连且在第一位置、第二位置和初始位置之间可移动，初始位置位于第一位置和第二位置之间。换挡驱动件400在初始位置与第一位置之间移动时驱动加挡摇臂310顺时针转动，换挡驱动件400在初始位置与第二位置之间移动时驱动减挡摇臂320逆时针转动。

在每次换挡驱动件400从初始位置移动到第一或第二位置且换挡操作完成后，复位装置能够使换挡驱动件400恢复到如图1所示的初始位置，即下一次换挡驱动件400还可以从初始位置向第一或第二位置移动，以驱动换挡毂200顺时针或逆时针转动一个预定角度。

由于换挡驱动件400、加挡摇臂310和减挡摇臂320的复位装置为本领域技术人员已知的复位装置，因此在此不再进行具体描述。

倒挡驱动件与倒挡摇臂330相连以驱动倒挡摇臂330推动换挡轴100沿换挡轴100的轴向移动。

换挡拨叉组件的一部分与换挡滑道和空挡滑道230可滑动地配合，换挡滑道在换挡毂200转动时通过换挡滑道的自身形状驱动换挡拨叉组件沿换挡轴100的轴向移动以进行加挡和减挡。

倒挡拨叉组件600的一部分可滑动地配合在倒挡滑道220内，倒挡滑道220在换挡毂200沿轴向移动时驱动倒挡拨叉组件600沿换挡轴100的轴向移动以便完成倒挡的切换。

如图1所示，当换挡驱动件400向右拉动加挡摇臂310时，即换挡驱动件400在初始位置与第一位置之间移动时，加挡摇臂310顺时针转动以便驱动换挡轴100带动换挡毂200顺时针转动一个预定角度，从而使换挡拨叉组件以及倒挡拨叉组件600在各自对应的滑道中相对于换挡毂200滑动。由于换挡滑道的形状沿换挡毂200的轴向变化，即换挡滑道沿换挡毂200的轴向展开后不是直线，如图4所示，因此，换挡拨叉组件会沿换挡轴200的轴向移动以便依次进行加挡操作。

由于倒挡滑道220的形状沿换挡毂200的轴向不发生变化，即倒挡滑道220沿换挡毂200的轴向展开为一条直线，因此在换挡毂200沿顺时针转动时，倒挡拨叉组件600不发生轴向移动，即没有倒挡操作。

当换挡驱动件400向左推动加挡摇臂310时，即换挡驱动件400在初始位置与第二位置之间移动时，减挡摇臂320逆时针转动以便驱动换挡轴100带动换挡毂200逆时针转动一个预定角度，从而使换挡拨叉组件以及倒挡拨叉组件600在各自对应的滑道中相对于换挡毂200滑动。由于换挡滑道的形状沿换挡毂200的轴向变化，因此，换挡拨叉组件会沿换挡轴200的轴向移动以便依次进行减挡操作。

同样地，在换挡毂200沿逆时针转动时，倒挡拨叉组件600不发生轴向移动。

例如在一挡位置时，向右拉动换挡驱动件400使换挡毂200顺时针转动一个预定角度以便完成加挡至二挡的操作，通过复位装置使换挡驱动件400和加挡摇臂310复位，接着再向右拉动换挡驱动件400使换挡毂200顺时针转动一个预定角度，则换挡拨叉组件完成加至三挡的操作。接下来，向左推动换挡驱动件400使换挡毂200逆时针转动一个预定角度以便完成从三挡减挡至二挡的操作，此时通过复位装置使换挡驱动件400和加挡摇臂310复位，接着再继续依次向左推动换挡驱动件400，使换挡毂200逆时针转动两个预定角度以便完成从二挡降到一挡，再从一挡降至空挡的操作。

因此，驾驶员在换挡操作中可通过一个动作（即控制换挡驱动件400驱动加挡摇臂310）完成加挡、减挡操作，无需先将挡位退回到空挡后再挂入对应高挡位，因此缩短了换挡时车辆动力中断时间，提高了传动效率，提高了燃油经济性。

当换挡拨叉组件的一部分处于空挡位置时，即换挡拨叉组件的一部分位于换挡滑道210和空挡滑道230交汇处时，如图2所示，倒挡驱动件驱动倒挡摇臂330转动时，倒挡摇臂330通过转动推动换挡轴100沿换挡轴100的轴向移动，进而带动换挡毂200沿轴向移动。由于倒挡拨叉组件600位于倒挡滑道220内且不位于空挡滑道230内，因此倒挡拨叉组件600由换挡毂200驱动而沿轴向移动以便进行倒挡操作。另一方面，由于换挡拨叉组件位于空挡位置，因此在换挡毂200轴向移动时，沿空挡滑道230移动，因此换挡拨叉组件不被换挡毂200驱动。

由此，根据本发明实施例的换挡操纵机构，通过换挡驱动件400和倒挡驱动件与加挡摇臂310、减挡摇臂320和倒挡摇臂330的配合来驱动换挡毂200转动和轴向移动，进而驱动换挡拨叉组件和倒挡拨叉组件600进行换挡操作，不仅能够缩短换挡时间，提高了车辆传动效率，提高了燃油经济性，而且避免了驾驶员换挡时发生挂错挡的风险。另外，通过上述结构能够避免使用复杂的结构控制换挡毂200的转动，有效简化了换挡操作机构的结构，减小了换挡操作机构所占空间，便于安装。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，换挡操纵机构还包括第一和第二单向离合器710、720，加挡摇臂310通过第一单向离合器710设在换挡轴100上，减挡摇臂320通过第二单向离合器720设在换挡轴100上。

第一单向离合器710和第二单向离合器720具有与换挡轴100相连的内圈和与加挡摇臂310或减挡摇臂320相连的外圈，第一单向离合器710在沿第一方向转动时外圈将转动力矩传递给内圈，而沿第二方向转动时外圈相对于内圈滑动。反之，第二单向离合器720在沿第二方向转动时外圈将转动力矩传递给内圈，而沿第一方向转动时外圈相对于内圈滑动。

这样，通过第一单向离合器710和第二单向离合器720，加挡摇臂310和减挡摇臂320能够有效将换挡驱动件400的对应操作分别传递至换挡轴100和换挡毂200，并且在加挡摇臂310和减挡摇臂320转动一个预定角度后保证通过复位装置复位。另外，第一单向离合器710和第二单向离合器720结构简单，便于加工和制造。

换挡驱动件400由刚性材料制成，且如图1所示，换挡驱动件400包括：牵引件410、连接块420、第一驱动杆430和第二驱动杆440。

具体地，连接块420与牵引件410相连，第一驱动杆430的第一端与连接块420相连而另一端与加挡摇臂310相连，第二驱动杆440的第一端与连接块420相连而另一端与减挡摇臂320相连。通过与连接块420相连，第一驱动杆430和第二驱动杆440形成双头联动形式。

如图3所示，加挡摇臂310上设有第一销轴311，减挡摇臂320上设有第二销轴321，并且加挡摇臂310和减挡摇臂320在不做加、减挡操作时第一销轴311与第二销轴321沿轴向对齐。

换挡驱动件400还包括第一环形件431和第二环形件441。第一环形件431套在第一销轴311上，而第二环形件441套在第二销轴321上，在换挡驱动件400处于初始位置时，第一销轴311与第一环形件431的内孔相对于牵引件410而言的远侧壁（即图1中的左端）接触且第二销轴321与第二环形件441的内孔相对于牵引件410而言的近侧壁（即图1中的右端）接触。

这样设置能够保证换挡驱动件400开始向右拉动时即可通过第一环形件431的内孔的远侧壁与第一销轴311的配合驱动加挡摇臂310顺时针旋转一个预定角度，而第二销轴321则可在第二环形件441的内孔内从近侧壁向远侧壁滑动，因此不会带动减挡摇臂320转动。

对应地，在换挡驱动件400开始向左推动时即可通过第二环形件441的内孔的近侧壁与第二销轴321的配合驱动减挡摇臂320逆时针旋转一个预定角度，而第一销轴311则可在第一环形件431的内孔内从远侧壁向近侧壁滑动，因此不会带动加挡摇臂310转动。

为了实现上述操纵，本实施例中的换挡驱动件400的第一驱动杆430的长度小于第二驱动杆440的长度。然而本领域技术人员可以理解的是，当加挡摇臂310逆时针转动时能够驱动换挡轴100，而减挡摇臂320顺时针转动时能够驱动换挡轴100时，第一驱动杆430的长度则大于第二驱动杆440的长度，即换挡驱动件400在初始位置时，第一销轴311与第一环形件431的内孔的近侧壁接触，而第二销轴321与第二环形件441的内孔的远侧壁接触。

优选地，第一、第二环形件431、441均为长圆形。

由此，通过第一驱动杆430和第二驱动杆440双头联动以及第一环形件431和第二环形件441，使一个牵引件410即可同时控制加挡摇臂310和减挡摇臂320，不仅简化了换挡操纵机构的结构，而且保证了换挡操作的可靠性。

根据本发明的另一些实施例，如图1和图2所示，换挡拨叉组件包括1/2挡拨叉组件510和3/4挡拨叉组件520，对应地，换挡毂200上的换挡滑道包括1/2挡滑道211和3/4挡滑道212。

1/2挡拨叉组件510包括拨块511、换挡拨叉512和换挡拨臂513。1/2挡拨块511设在换挡拨臂513的自由端且与1/2挡滑道211和空挡滑道230可滑动地配合。3/4挡拨叉组件520包括拨块521、换挡拨叉522和换挡拨臂523。换挡拨块521设在换挡拨臂523的自由端且与3/4挡滑道212和空挡滑道230可滑动地配合。

倒挡拨叉组件600具有倒挡拨块610、倒挡拨叉620和倒挡拨臂630，倒挡拨块610设在倒挡拨臂630的自由端且与倒挡滑道220可滑动地配合。

通过拨块与滑道的配合能够使换挡拨叉组件和倒挡拨叉组件600平顺地在滑道内滑动。

1/2挡滑道3/4挡滑道211、212和倒挡滑道220分别形成为沿换挡毂200的周向延伸且沿换挡毂200的轴向彼此间隔的环形滑道，空挡滑道230则为沿换挡毂200的轴向延伸且与1/2挡滑道、3/4挡滑道211、212和倒挡滑道220相交的直线滑道。

本发明实施例的换挡操纵机构还包括拨叉轴。拨叉轴包括第一拨叉轴810和第二拨叉轴820。1/2挡拨叉组件510固定地设在第一拨叉轴810上，倒挡拨叉组件600沿第一拨叉轴810的轴向可移动地套设在第一拨叉轴810上。3/4挡拨叉组件520固定设在第二拨叉轴820上。

具体地，换挡拨叉512、522和换挡拨臂513、523分别通过螺钉固定连接到第一或第二拨叉轴810、820上。这样，当拨块511、521由换挡毂200驱动后，通过换挡拨臂513、523与第一、第二拨叉轴810、820将力矩分别传递给1/2挡换挡拨叉512或3/4挡换挡拨叉522，进而驱动1/2挡换挡拨叉512或3/4挡换挡拨叉522轴向移动。而由于倒挡拨叉组件600可以动地套接在第一拨叉轴810上，当第一拨叉轴810由1/2挡拨叉组件510驱动时，不会带动倒挡拨叉组件600移动。反之，当倒挡拨叉组件60轴向移动时也不会造成1/2挡拨叉组件510的移动。

本领域技术人员可以理解的是，倒挡拨叉组件600也可以单独设在倒挡拨叉轴上，然而为了减小换挡操作机构的整体尺寸，优选地将倒挡拨叉组件600与其他换挡拨叉组件共享一个拨叉轴。

另外，本发明实施例的换挡操纵机构还包括操纵盖900。倒挡摇臂330可转动地固定在操纵盖900上以驱动换挡轴100和换挡毂200轴向移动。

具体地，如图2所示，操纵盖900套在换挡轴100上且具有向加挡摇臂310方向延伸的支撑臂910。倒挡摇臂330为大体L形，且其一端331位于加挡摇臂310和减挡摇臂320之间，另一端332与倒挡驱动件相连，所述倒挡摇臂330的拐角部333可枢转地安装在支撑臂910上。通过倒挡驱动件沿一个方向驱动使倒挡摇臂330绕拐角部333转动从而由倒挡摇臂330的一端331推动换挡轴100和换挡毂200沿轴向移动以完成挂倒挡操作。当需要从倒挡挂回空挡时，仅需倒挡驱动件沿相反的方向驱动倒挡摇臂330即可完成。

下面通过具有四挡结构的本发明实施例的换挡操纵机构为例来说明具体换挡操作。

首先，换挡毂200的预定角度是根据挡位数量计算出来的，此实施中是以四挡为例，每换一个挡位换挡毂200旋转的角度=360/（4+1）=72度。另外，此公式可扩展为适用于其他挡位数的应用，即每换一个挡位的旋转角度=360度/（挡位数n+空挡）=360度/（n+1）。

空挡换一挡：

首先，在空挡位置时，如图5所示，1/2挡拨叉组件510的拨块511和3/4挡拨叉组件520的拨块521分别位于1/2挡滑道211和3/4挡滑道212与空挡滑道230的交汇处，而倒挡拨叉组件600的拨块610则位于倒挡滑道220内，三个拨块均位于各自的中心位置。

需要换挡时，换挡驱动件400拉动加挡摇臂310顺时针转动，从而带动第一单向离合器710转动并将力矩传递给换挡轴100，进而驱动换挡毂200顺时针转动72度。

在72度位置处各个拨块的位置如图6所示，其中由于1/2挡滑道211在0度（空挡）位置到72度之间向右倾斜，因此1/2挡拨块511沿换挡毂200的轴向方向向右移动，1/2挡换挡拨叉512向右移动以进行加一挡操作。由于3/4挡滑道212在0度位置到72度之间为直线段，因此3/4挡拨块521仍处于其中心位置。由于倒挡滑道220为一直线段，因此在加、减挡的操作中，倒挡拨块610始终处于中心位置。

一挡换二挡：

换挡驱动件400拉动加挡摇臂310顺时针转动，从而带动第一单向离合器710转动并将力矩传递给换挡轴100，进而驱动换挡毂200顺时针转动到144度。

在144度位置处各个拨块的位置如图7所示，其中由于1/2挡滑道211在72度到144度之间向左倾斜直至超过其中心位置，因此1/2挡拨块511沿换挡毂200的轴向方向向左移动，1/2挡换挡拨叉512向左移动以进行加二挡操作。由于3/4挡滑道212在72度位置到144度之间仍为直线段，因此3/4挡拨块521仍处于其中心位置。

二挡换三挡：

换挡驱动件400拉动加挡摇臂310顺时针转动，从而带动第一单向离合器710转动并将力矩传递给换挡轴100，进而驱动换挡毂200顺时针转动到216度。

在216度位置处各个拨块的位置如图8所示，其中由于1/2挡滑道211在144度到216度之间为先向右倾斜再沿着1/2挡拨块511的中心位置直线延伸，因此1/2挡拨块511回归至其中心位置，即1/2挡换挡拨叉512从换挡操作中退出。由于3/4挡滑道212在144度位置到216度之间向左倾斜，因此3/4挡拨块521沿换挡毂200的轴向方向向左移动，3/4挡换挡拨叉522向左移动以进行加三挡操作。

三挡换四挡：

换挡驱动件400拉动加挡摇臂310顺时针转动，从而带动第一单向离合器710转动并将力矩传递给换挡轴100，进而驱动换挡毂200顺时针转动到288度。

在288度位置处各个拨块的位置如图9所示，其中由于1/2挡滑道211在216度到288度之间为直线段，因此1/2挡拨块511位于其中心位置。由于3/4挡滑道212在216度位置到288度之间向右倾斜直至超过其中心位置，因此3/4挡拨块521沿换挡毂200的轴向方向向右移动，3/4挡换挡拨叉522向右移动以进行加四挡操作。

四挡换空挡：

换挡驱动件400继续拉动加挡摇臂310顺时针转动，从而带动第一单向离合器710转动并将力矩传递给换挡轴100，进而驱动换挡毂200顺时针转动到360度，即与0

度空挡重合。

在360度位置处各个拨块的位置如图5所示，其中由于1/2挡滑道211在288度到360度之间为直线段，因此1/2挡拨块511移动至1/2挡滑道211和空挡滑道230的交汇处。由于3/4挡滑道212在216度位置到288度之间先向左倾斜再沿3/4挡拨块521的中心位置直线延伸，因此3/4挡拨块521沿回归至其中心位置，3/4挡换挡拨叉522向左移动以回归3/4挡滑道212与空挡滑道230的交汇处。

空挡换倒挡：

首先，如图5所示，1/2挡拨块511和3/4挡拨块521均处于空挡位置。倒挡驱动件驱动倒挡摇臂转动，进而推动换挡轴100和换挡毂200沿轴向向左移动，如图10所示。其中，1/2挡拨块511和3/4挡拨块521位于空挡滑道230内，因此没有轴向移动。而倒挡拨块610由于倒挡滑道220的驱动而沿轴向向左移动，进而带动倒挡拨叉620向左移动以进行挂倒挡操作。

当需要从倒挡挂回空挡时，仅需要通过到当驱动件向右移动即可完成从倒挡挂回空挡操作。

当从高挡位向低挡位换挡时，其过程可反向参照上述从低挡位向高挡位换挡过程。

本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例的换挡操纵机构的一个换挡拨叉组件和对应的换挡滑道的配合可以完成两个挡位的加减挡，然而当总挡位数为单数时，其中一个换挡拨叉组件和对应的换挡滑道也可以仅代表一个挡位的加减挡。

下面来描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆包括换挡操纵机构、换挡手柄和变速器。

具体而言，换挡操纵机构为上述任一项实施例所述的换挡操纵机构。换挡手柄与换挡驱动件和倒挡驱动件相连以控制换挡驱动件和倒挡驱动件的运动。换挡操纵机构可以通过操纵盖900设在变速器的壳体上，以便通过换挡操纵机构的换挡拨叉组件和倒挡拨叉组件来控制变速器的换挡操作。

驾驶员在操作本发明的车辆时，通过控制换挡手柄来控制换挡操作，例如换挡手柄向前推动一下代表换挡驱动件400拉动加挡摇臂310顺时针转动一个预定角度，完成一次加挡操作。而换挡手柄向后拉动一下代表换挡驱动件400推动减挡摇臂320逆时针转动一个预定角度，完成一次减挡操作。换挡手柄向右推动则代表挂倒挡，而向左推动则代表从倒挡挂回空挡。

复位装置同样也帮助换挡手柄在一个换挡动作完成后回位。

由此，根据本发明实施例的车辆，通过换挡操纵机构，不仅能够缩短换挡时间，提高了车辆传动效率，改善了燃油经济性，而且换挡操作简单快捷，同时避免了驾驶员换挡时发生挂错挡的风险。

根据本发明实施例的车辆的其他构成可以是本领域技术人员已知的，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种换挡操纵机构，其特征在于，包括：

换挡轴；

换挡毂，所述换挡毂套设在所述换挡轴上以随所述换挡轴转动和轴向移动，所述换挡毂上设有换挡滑道、倒挡滑道和空挡滑道；

加挡摇臂和减挡摇臂，所述加挡摇臂和减挡摇臂分别与所述换挡轴相连，所述加挡摇臂沿第一方向转动时驱动所述换挡轴沿所述第一方向转动预定角度，所述加挡摇臂沿与所述第一方向相反的第二方向转动时可相对于所述换挡轴转动，所述减挡摇臂沿所述第二方向转动时驱动所述换挡轴沿所述第二方向转动所述预定角度，所述减挡摇臂沿所述第一方向转动时可相对于所述换挡轴转动；

换挡驱动件，所述换挡驱动件分别与所述加挡摇臂和减挡摇臂相连且在第一位置、第二位置和初始位置之间可移动，所述换挡驱动件在所述初始位置与所述第一位置之间移动时驱动所述加挡摇臂转动，所述换挡驱动件在所述初始位置与所述第二位置之间移动时驱动所述减挡摇臂转动；

倒挡摇臂；

倒挡驱动件，所述倒挡驱动件与所述倒挡摇臂相连以驱动所述倒挡摇臂推动所述换挡轴沿所述换挡轴的轴向移动；

换挡拨叉组件，所述换挡拨叉组件的一部分与所述换挡滑道和空挡滑道可滑动地配合，所述换挡滑道在所述换挡毂转动时驱动所述换挡拨叉组件沿所述轴向移动以进行加减挡；和

倒挡拨叉组件，所述倒挡拨叉组件的一部分可滑动地配合在所述倒挡滑道内，所述倒挡滑道在所述换挡毂沿所述轴向移动时驱动所述倒挡拨叉组件沿所述轴向移动切换到倒挡。

2.根据权利要求1所述的换挡操纵机构，其特征在于，还包括第一和第二单向离合器，所述加挡摇臂通过所述第一单向离合器设在所述换挡轴上，所述减挡摇臂通过所述第二单向离合器设在所述换挡轴上。

3.根据权利要求1或2所述的换挡操纵机构，其特征在于，所述换挡驱动件包括：

牵引件；

连接块，所述连接块与所述牵引件相连；和

第一和第二驱动杆，所述第一驱动杆的第一端与所述连接块相连而另一端与所述加挡摇臂相连，所述第二驱动杆的第一端与所述连接块相连而另一端与所述减挡摇臂相连。

4.根据权利要求3所述的换挡操纵机构，其特征在于，所述加挡摇臂上设有第一销轴，所述减挡摇臂上设有第二销轴，

所述换挡驱动件还包括第一和第二环形件，所述第一环形件套在所述第一销轴上，所述第二环形件套在所述第二销轴上，在所述初始位置，所述第一销轴与所述第一环形件的内孔的远侧壁接触且所述第二销轴与所述第二环形件的内孔的近侧壁接触。

5.根据权利要求1所述的换挡操纵机构，其特征在于，所述换挡拨叉组件具有换挡拨块，所述换挡拨块与所述换挡滑道和空挡滑道可滑动地配合；

所述倒挡拨叉组件具有倒挡拨块，所述倒挡拨块与所述倒挡滑道可滑动地配合。

6.根据权利要求1所述的换挡操纵机构，其特征在于，还包括拨叉轴，所述换挡拨叉组件和倒挡拨叉组件分别设在所述拨叉轴上。

7.根据权利要求6所述的换挡操纵机构，其特征在于，所述换挡拨叉组件包括1/2挡拨叉组件和3/4挡拨叉组件，所述换挡滑道包括1/2挡滑道和3/4挡滑道，所述拨叉轴包括第一拨叉轴和第二拨叉轴。所述1/2挡拨叉组件固定地设在所述第一拨叉轴上，所述倒挡拨叉组件沿第一拨叉轴的轴向可移动地设在所述第一拨叉轴上，所述3/4挡拨叉组件固定设在所述第二拨叉轴上。

8.根据权利要求1所述的换挡操纵机构，其特征在于，还包括操纵盖，所述倒挡摇臂可转动地固定在所述操纵盖上以驱动所述换挡轴和所述换挡毂轴向移动。

9.根据权利要求8所述的换挡操纵机构，其特征在于，所述操纵盖套在所述换挡轴上且具有支撑臂，所述倒挡摇臂为大体L形，所述倒挡摇臂的一端位于所述加挡摇臂和减挡摇臂之间以驱动所述换挡轴沿轴向移动，另一端与所述倒挡驱动件相连，所述L形驱动臂的拐角部可枢转地安装在所述支撑臂上。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

换挡操纵机构，所述换挡操纵机构为根据权利要求1-9中任一项所述的换挡操纵机构；

换挡手柄，所述换挡手柄与所述换挡驱动件和所述倒挡驱动件相连以控制所述换挡驱动件和所述倒挡驱动件的运动；和

变速器，所述换挡操纵机构设在所述变速器壳体上以通过所述换挡操纵机构控制所述变速器的换挡操作。

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