CN103527760B - 手自一体的变速器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手自一体的变速器组件，包括：变速器、挡位装置、可伸缩的挡杆、电控换挡单元和与离合器相连的离合器踏板，变速器具有拨叉轴，变速器具有自动挡模式和手动挡模式。挡杆构造成在变速器处于手动挡模式时处于伸长状态以与拨叉轴配合以带动拨叉轴运行，挡杆构造成在变速器处于自动挡模式时处于缩短状态以与拨叉轴脱离配合。电控换挡单元与所述拨叉轴相连以在所述变速器处于自动挡模式时驱动所述拨叉轴运行。根据本发明的变速器组件，使得用户即可以体验纯手动挡的驾驶感觉，又可以体验自动挡的驾驶感觉。

Description

手自一体的变速器组件

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种手自一体的变速器组件。

背景技术

目前的布置有手自一体变速器的车型，基本都是AMT变速器，其应用电子技术和自动变速理轮来实现变速箱的控制，主要有传感单元、计算部分和执行单元，计算部分的电控计算单元TCU接收传感器的信号，进行计算，然后执行单元完成离合的分开及换挡过程。

上述结构的车型不能够真正实现自动一体的目的，手动挡部分只是可以通过电子控制继续挡位的逐级递增递减，基本体验不到手动挡换挡的感觉及驾驶的娱乐性和驾驶的机械感。

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手自一体的变速器组件，该变速器组件使得用户即可以体验纯手动挡的驾驶感觉。

根据本发明实施例的手自一体的变速器组件，包括：变速器，所述变速器具有拨叉轴，所述变速器具有自动挡模式和手动挡模式；挡位装置，所述挡位装置具有前进挡位、停车挡位、倒车挡位和至少一个变速挡位；可伸缩的挡杆，所述挡杆在所述挡位装置内移动，所述挡杆构造成在所述变速器处于手动挡模式时处于伸长状态以与所述拨叉轴配合以带动所述拨叉轴运行，所述挡杆构造成在所述变速器处于自动挡模式时处于缩短状态以与所述拨叉轴脱离配合；电控换挡单元，所述电控换挡单元与所述拨叉轴相连以在所述变速器处于自动挡模式时驱动所述拨叉轴运行；与离合器相连的离合器踏板，在所述变速器处于手动挡模式时，所述挡杆和所述离合器踏板配合以控制所述变速器变速。

根据本发明实施例的变速器组件，通过设有离合器踏板和可伸缩的挡杆，当变速器处于手动挡模式时，离合器踏板和挡杆共同配合以实现换挡过程，当变速器处于自动挡模式时，电控换挡单元驱动拔叉轴运行，此时电控换挡单元根据标定的功能进行自动换挡过程，从而使得用户即可以体验纯手动挡的驾驶感觉，又可以体验自动挡的驾驶感觉。

另外，根据本发明的变速器组件还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，变速器组件还包括用于将所述挡杆锁止在所述缩短状态的锁止装置。

在本发明的一些实施例中，变速器组件还包括三个传感器，所述三个传感器分别设在所述挡位装置的所述前进挡位、所述停车挡位和所述倒车挡位处以检测所述挡杆的位置。

具体地，变速器组件还包括：控制器，所述控制器与所述挡杆相连以控制所述挡杆的伸长或缩短；自动挡按钮，所述自动挡按钮与所述控制器相连，所述自动挡按钮控制所述控制器控制所述挡杆处于缩短状态；手动挡按钮，所述手动挡按钮与所述控制器相连，所述手动挡按钮控制所述控制器控制所述挡杆处于伸长状态。

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为根据本发明实施例的手自一体的变速器组件的示意图；

图2为根据本发明实施例的手自一体的变速器中的挡位装置的示意图；

图3和图4为根据本发明实施例的手自一体的变速器组件的控制方法的流程图；

图5为根据本发明实施例的手自一体的变速器组件中的挡杆的示意图；

图6为图5中A部分的放大示意图。

附图标记：

变速器组件1000、电控换挡单元200、挡杆300、手柄10、排挡杆20、电机30、电机轴301、电源50、卡接结构60、第一凸台601、第二凸台602、拨叉轴400、挡位装置500、一挡位1、二挡位2、三挡位3、四挡位4、五挡位5、前进挡位D、停车挡位P、倒车挡位R、空挡位N

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-图5描述根据本发明实施例的一种手自一体的变速器组件1000，其中变速器组件1000应用在车辆例如汽车上，使得车辆即可采用自动挡驾驶又可采用手动挡驾驶。

如图1所示，根据本发明实施例的手自一体的变速器组件1000包括：变速器、挡位装置500、可伸缩的挡杆300、电控换挡单元200和离合器踏板，其中，变速器具有拔叉轴400，变速器具有自动挡模式和手动挡模式，自动挡模式和手动挡模式之间可进行相互切换，即可从自动挡模式切换到手动挡模式，也可从手动挡模式切换到自动挡模式。需要说明的是，变速器的结构及工作原理、电控换挡单元200的结构和工作原理等已为本领域的技术人员所熟知，这里就不详细描述。

挡位装置500具有前进挡位D、停车挡位P、空挡位N、倒车挡位R和至少一个变速挡位，需要说明的是，根据本发明实施例的变速器组件1000在切换模式时，必须在现应用模式的空挡状态下进行切换，否则无法切换，换言之，当需要从自动挡模式切换到手动挡模式时，必须在自动挡模式的空挡状态下进行切换。当需要从手动挡模式切换到自动挡模式时，必须在手动挡模式的空挡状态下进行切换。

挡杆300在挡位装置500内移动，挡杆300构造成在变速器处于手动挡模式时处于伸长状态以与拔叉轴400配合以带动拔叉轴400运行，挡杆300构造成在变速器处于自动挡模式时处于缩短状态以与拔叉轴400脱离配合，换言之，挡杆300具有伸长状态和缩短状态，在变速器处于手动挡模式时，挡杆300处于伸长状态，此时伸长的挡杆300与拔叉轴400配合以带动拔叉轴400运行，从而可通过拨动挡杆300进行换挡。在变速器处于自动挡模式时，挡杆300处于缩短状态，此时挡杆300与拔叉轴400脱离配合。

电控换挡单元200与拔叉轴400相连以在变速器处于自动挡模式时驱动拔叉轴400运行，也就是说，在变速器处于手动挡模式时，电控换挡单元200处于失效状态，当变速器处于自动挡模式时，电控换挡单元200处于工作状态。离合器踏板与离合器相连，在变速器处于手动挡模式时，挡杆300和离合器踏板配合以控制变速器变速。

具体而言，在变速器处于手动挡模式时，挡杆300处于伸长状态以与拔叉轴400配合，此时通过挡杆300和离合器踏板的共同配合实现换挡过程，在变速器处于自动挡模式时，挡杆300处于缩短状态以与拔叉轴400脱离配合，此时电控换挡单元200驱动拔叉轴400运行，此时电控换挡单元200根据标定的功能进行自动换挡过程。

根据本发明实施例的变速器组件1000，通过设有离合器踏板和可伸缩的挡杆300，当变速器处于手动挡模式时，离合器踏板和挡杆300共同配合以实现换挡过程，当变速器处于自动挡模式时，电控换挡单元200驱动拔叉轴400运行，此时电控换挡单元200根据标定的功能进行自动换挡过程，从而使得用户即可以体验纯手动挡的驾驶感觉，又可以体验自动挡的驾驶感觉。

根据本发明的具体实施例，变速器组件1000还包括：控制器、自动挡按钮和手动挡按钮，其中，控制器与挡杆300相连以控制挡杆300的伸长或缩短。自动挡按钮与控制器相连，自动挡按钮控制控制器控制挡杆300处于缩短状态。手动挡按钮与控制器相连，手动挡按钮控制控制器控制挡杆300处于伸长状态。

换言之，在变速器处于自动挡模式时，当挡杆300处于空挡位N时，驾驶员可通过按下手动挡按钮进行模式的切换，以将变速器切换为手动挡模式，此时电控换挡单元200处于无效状态，且控制器接收到切换的信号以控制挡杆300处于伸长状态以使得挡杆300与拔叉轴400进行配合，驾驶员在驾驶过程中，可通过挡杆300和离合器踏板的共同配合进行换挡过程。

在变速器处于手动挡模式时，当挡杆300处于空挡位N时，驾驶员可通过按下自动挡按钮进行模式的切换，使得变速器切换到自动挡模式，此时控制器接收切换的信号以控制挡杆300处于缩短状态以使得挡杆300和拔叉轴400脱离配合，电控换挡单元200开始工作以控制拔叉轴400的运行，驾驶员在驾驶过程中，电控换挡单元200根据自身的标定的功能进行换挡。

在本发明的一些实施例中，当变速器处于自动挡模式时，变速器可以进入到离合干预模式，即在自动挡模式下时，当检测到驾驶员控制离合器踏板时，可根据不同的情况进行模式的切换或者是保持自动挡模式。

如图3所示，根据本发明的一些实施例，当变速器处于自动挡模式时，变速器组件1000的控制方法包括如下步骤：

S1：检测离合器踏板是否控制离合器，同时检测挡位位置，即检测挡杆300在挡位装置500中的位置。具体地，变速器组件1000还包括三个传感器，三个传感器分别设在挡位装置500的前进挡位D、停车挡位P和倒车挡位R处以检测挡杆300的位置。

S2：当检测变速器处于前进挡位置即设置在前进挡位D的传感器检测到挡杆300，且检测到离合器踏板控制离合器时，变速器进入到离合干预模式。

当检测变速器处于停车挡位置即设置在停车挡位P的传感器检测到挡杆300，变速器保持自动挡模式，此时由变速器控制单元根据标定功能进行控制。

当检测变速器处于倒车挡位置即设置在倒车挡位R的传感器检测到挡杆300，且检测到离合器踏板控制离合器时，变速器进入到离合干预模式。

换言之，只要当变速器处于前进挡位置和倒车挡位置时，即车辆处于前进运行状态和倒车状态时，当检测到离合器踏板控制离合器时即检测到驾驶员踩踏离合器踏板时，变速器进入到离合干预模式。

根据本发明实施例的变速器组件1000的控制方法，通过设置有上述的步骤，在变速器处于自动挡模式时，可以通过踩踏离合器踏板进行模式的切换，从而提高变速器组件1000的自动化程度，使得车辆的驾驶更加人性化。

具体地，步骤S2中，当检测变速器处于倒车挡位置时对油门变化进行检测，当检测到离合器踏板控制离合器处于完全啮合状态且油门无变化时，变速器进入到自动挡模式，换言之，在变速器处于倒车挡位置且处于离合干预模式时，当离合器处于完全啮合状态且油门无变化时，判定此时汽车的车速为怠速，变速器切换到自动挡模式，此时根据加减油量或刹车进行加减速。从而使得车辆的驾驶更加人性化。在本发明的具体示例中，通过传感器检测油门踏板的踩踏深度以对油门变化进行检测。

进一步地，在步骤S2中，在倒车挡位置时，当检测到离合器踏板控制离合器处于半联动状态且油门无变化时，则设定汽车的车速最高值为标定的怠速值。在步骤S2中，在倒车挡位置且变速器处于自动挡模式时，当检测到仅油门有变化时，则变速器保持自动挡模式，此时汽车的车速没有标定值控制，离合器踏板可以控制离合器，可以通过离合器踏板和挡杆300配合进行缓慢减速。

根据本发明的一些实施例，在步骤S2中，在前进挡位置且变速器处于自动挡模式时，当检测到离合器踏板控制离合器分离时，则变速器进入到离合干预模式，电控换挡单元200根据汽车的车速进行降挡换挡。

在本发明的一些实施例中，在步骤S2中，在前进挡位置时，当检测到离合器踏板控制离合器处于半联动状态时，保持当时的挡位不变。

根据本发明的具体实施例，步骤S1中通过传感器检测离合器踏板的踩踏深度以检测离合器踏板是否控制离合器，具体地，传感器与用于控制离合部分的电机相连，控制离合部分的电机根据传感器检测到离合器踏板的踩踏深度控制变速器组件1000中的离合拨叉的运动，从而使的离合器分离或结合。当然本发明不限于此，离合器踏板可通过机械设计连接至离合拨叉上，进而通过离合器踏板控制离合器的分离或结合。

换言之，根据本发明实施例的变速器组件，如图4所示，在变速器处于自动挡模式时，当离合器踏板无信号（即检测离合器踏板未控制离合器）时，变速器控制单元（TCU）控制电控换挡单元200按照标定功能换挡。当离合器踏板有信号（即检测到离合器踏板控制离合器时），变速器进入到离合干预模式，然后变速器控制单元再结合检测到的油门位置的信号，变速器采用处于离合干预的模式时的控制方法（即上述的变速器组件的控制方法）进行换挡。

如图2所示，根据本发明实施例的挡位装置500包括：空挡位N、至少两个挡位、倒车挡位R、前进挡位D和停车挡位P，前进挡位D和停车挡位P与至少两个挡位中的其中两个的位置相同。其中，至少两个挡位即为上述的变速挡位，当变速器处于手动挡模式时，挡杆300可以在至少两个挡位中移动以进行换挡。

根据本发明实施例的挡位装置500，通过设置有上述的挡位，从而在变速器处于手动挡模式时，挡杆300可以在至少两个挡位之间移动以进行换挡，从而可让驾驶员真正体会到纯手动挡的驾驶感觉。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，至少两个挡位包括一挡位1、二挡位2、三挡位3、四挡位4和五挡位5。

在本发明的具体实施例中，如图2所示，一挡位1和二挡位2分别设置在空挡位N的左前方和左后方。三挡位3和四挡位4分别设在空挡位N的正前方和正后方。五挡位5和倒车挡位R分别设在空挡位N的右前方和右后方。从而使得挡位装置500的挡位排布更加的简化，方便易懂。

根据本发明的一些实施例，一挡位1和二挡位2中的其中一个与停车挡位P的位置相同，一挡位1和二挡位2中的另一个与前进挡位D的位置相同。从而通过将前进挡位D和停车挡位P设置在空挡位N的左侧，在挂挡的过程中有一个向左的过程，避免不小心碰到挡杆300而造成挂挡，同时也可以减少必须踩刹车才能挂挡的过程。

如图2所示，具体地，一挡位1的位置与停车挡位P的位置相同，二挡位2的位置与前进挡位D的位置相同。

如图5所示，根据本发明实施例的挡杆300包括：手柄10和排挡杆20，排挡杆20可伸缩地设在手柄10内以在手动挡模式和自动挡模式之间切换。具体地，排挡杆20处于伸长状态时变速器组件1000处于手动挡模式，排挡杆20处于缩短状态时变速器组件1000处于自动挡模式。

根据本发明实施例的挡杆300，通过使得排挡杆20可伸缩地设在手柄10内，从而可增大挡杆300的应用范围。

进一步地，挡杆300还包括电机30，电机30驱动排挡杆20伸缩。从而提高挡杆300的自动化程度。如图5所示，具体地，电机30固定在手柄10的内壁上，电机30的电机轴301与排挡杆20之间为螺纹连接，此时由于电机轴301与排挡杆20之间为螺纹连接，当电机轴301转动时，电机轴301和排挡杆20之间的螺纹配合可将电机轴301的转动转化成排挡杆20的直线运动。其中，可通过控制电机轴301的正转和反转，控制排挡杆20的上下移动，完成挡杆300的伸缩功能，从而通过使得电机轴301与排挡杆20之间为螺纹连接，使得对排挡杆20的位置控制更加精确，且排挡杆20的缩短位置和伸长位置不易变动。可选地，电机30为微电机。从而可以减小挡杆300的体积。

需要说明的是，挡杆300还包括电源50，电源50与电机30相连以向电机30提供运行的电量，其中，电源50可为车载电源。

根据本发明的进一步实施例，挡杆300还包括用于将排挡杆20锁止在伸长状态和缩短状态时的锁止装置，也就是说，当排挡杆20收缩时，锁止装置可将排挡杆20锁止在收缩状态以避免排挡杆20伸长，当排挡杆20伸长时，锁止装置可将排挡杆20锁止在伸长状态以避免排挡杆20收缩。

如图5和图6所示，在本发明的一些实施例中，挡杆300还包括卡接结构60，卡接结构60包括第一凸台601和第二凸台602，第一凸台601和第二凸台602在上下方向上间隔开地设在手柄10的内壁上，其中第一凸台601和第二凸台602的表面与排挡杆20的表面接触。从而通过设有卡接结构60，可控制排挡杆20在旋转方向上的位置不变，保证排挡杆20的中线轴线和电机轴301的中心轴线始终重合，同时通过第一凸台601和第二凸台602与排挡杆20接触，可以减少摩擦力。

更具体地，如图5和图6所示，手柄10和排挡杆20分别为回转体，第一凸台601为两个，第二凸台602为两个，两个第一凸台601关于手柄10的圆心对称，两个第二凸台602关于手柄10的圆心对称。

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 (3)

1.一种手自一体的变速器组件，其特征在于，包括：

变速器，所述变速器具有拨叉轴，所述变速器具有自动挡模式和手动挡模式；

挡位装置，所述挡位装置具有前进挡位、停车挡位、倒车挡位和至少一个变速挡位；

可伸缩的挡杆，所述挡杆在所述挡位装置内移动，所述挡杆构造成在所述变速器处于手动挡模式时处于伸长状态以与所述拨叉轴配合以带动所述拨叉轴运行，所述挡杆构造成在所述变速器处于自动挡模式时处于缩短状态以与所述拨叉轴脱离配合，其中所述挡杆包括：手柄；排挡杆，所述排挡杆可伸缩地设在所述手柄内以在所述手动挡模式和所述自动挡模式之间切换；

电控换挡单元，所述电控换挡单元与所述拨叉轴相连以在所述变速器处于自动挡模式时驱动所述拨叉轴运行；

与离合器相连的离合器踏板，在所述变速器处于手动挡模式时，所述挡杆和所述离合器踏板配合以控制所述变速器变速；

用于将所述排挡杆锁止在所述伸长状态和所述缩短状态时的锁止装置；

卡接结构，所述卡接结构包括第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台在上下方向上间隔开地设在所述手柄的内壁上，所述第一凸台和所述第二凸台的表面与所述排挡杆的表面接触。

2.根据权利要求1所述的手自一体的变速器组件，其特征在于，还包括三个传感器，所述三个传感器分别设在所述挡位装置的所述前进挡位、所述停车挡位和所述倒车挡位处以检测所述挡杆的位置。

3.根据权利要求1所述的手自一体的变速器组件，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器与所述挡杆相连以控制所述挡杆的伸长或缩短；

自动挡按钮，所述自动挡按钮与所述控制器相连，所述自动挡按钮控制所述控制器控制所述挡杆处于缩短状态；

手动挡按钮，所述手动挡按钮与所述控制器相连，所述手动挡按钮控制所述控制器控制所述挡杆处于伸长状态。