CN103575447B - 换挡力可调的试验装置以及使用其评估换挡力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种换挡力可调的试验装置，其包括底座、背板、转轴、调节部件、换挡手柄、滚轮、限位部件以及弹簧。本发明还涉及使用所述换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法。本换挡力可调的试验装置具有结构小巧轻便、易于携带和安装、调整快速、测量准确等众多优点，采用使用该换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法能够非常方便、快捷并且准确地测评出换挡力的大小，这对于车辆前期开发过程中及时评估换挡力以便完成最优化设计，从而提高产品质量和竞争力等都具有重要意义。

Description

换挡力可调的试验装置以及使用其评估换挡力的方法

技术领域

本发明涉及一种试验装置及作用力测取方法，尤其涉及一种换挡力可调的试验装置，以及使用该换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法。

背景技术

汽车排挡是驾驶人员在日常行车过程中经常会用到的操作机构，排挡操作力的大小将直接关系到他们对整车的操纵感受。随着人们要求的不断提升，他们目前对于行车操作时的换挡力大小时有抱怨。然而，在汽车厂商方面，他们在车辆前期开发进行评估时却缺少能够方便、快捷地调节换挡力以便进行评估试验的技术手段。

在现有技术中，用来评估换挡力的方法主要是通过更换不同的排挡机构来评估不同的换挡力，此类方法主要存在着以下一些缺点：(1)需要将排挡机构安装在实车上，安装过程耗时、繁琐并且由此造成了诸多不便；(2)排挡操作力是不可调节的，如需感受不同的换挡力则必须更换排挡，更换过程耗时低效并且不便操作，给评估工作带来不利影响。总体而言，现有的这类传统方法存在着低效、复杂、对评估环境要求高、严重影响并减低了工作效率等诸多不足之处。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种换挡力可调的试验装置、以及通过使用该换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法，从而能够成功地解决现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种换挡力可调的试验装置，所述换挡力可调的试验装置包括：

底座和背板，所述底座和背板固定连接且在所述底座上设置有凹槽，所述凹槽包括多个区段，其中至少有两个区段彼此底部高度不同；

转轴、调节部件、换挡手柄和滚轮，所述转轴的一端被嵌装在所述背板上，所述调节部件具有彼此相对置的第一端和第二端，并且所述调节部件被设置成在位于所述第一端和第二端之间的第一位置处固定到所述转轴上以便能在平行于所述背板的平面内进行旋转运动，并且至少在所述调节部件上的所述第一位置与第二端之间设置有长度刻度，所述换挡手柄以其与所述第一端的相对距离能调节的方式装设到所述第一端上，所述滚轮被套装在所述第二端上且以能在所述凹槽中进行滚动的方式布置在所述底座上；

限位部件，其被装设到所述调节部件上的第二位置处，所述第二位置位于所述第一位置和第二端之间并且允许在其间进行调节；以及

弹簧，其被套装在所述调节部件上，并且所述弹簧处于压缩状态下时其两端分别抵靠在所述滚轮和限位部件上。

在上述换挡力可调的试验装置中，优选地，所述底座和所述凹槽均被构造成具有对称结构。

在上述换挡力可调的试验装置中，优选地，所述凹槽的各区段均被构造成具有45°倾角。

在上述换挡力可调的试验装置中，优选地，所述调节部件为空心杆。

在以上任一项换挡力可调的试验装置中，优选地，所述底座通过紧固部件固定连接到所述背板上。

在以上任一项换挡力可调的试验装置中，优选地，所述换挡手柄通过紧固部件固定到所述调节部件上。

在以上任一项换挡力可调的试验装置中，优选地，所述限位部件通过紧固部件固定到所述调节部件上。

一种使用如以上任一项所述换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法，所述方法包括步骤：

A.设定好所述换挡手柄与所述调节部件的第一端之间的相对距离，然后将所述换挡手柄固设在所述调节部件上；

B.将所述限位部件固设在所述第二位置上；

C.在所述换挡手柄上施加作用力以使得所述调节部件在平行于所述背板的平面内进行旋转运动，从而推动所述滚轮在所述凹槽的不同区段之间滚动，根据压缩状态下的所述弹簧其位置所对应的调节部件上所述长度刻度的数值以及该弹簧的刚度数值来计算出并且记录所对应的弹簧压力的大小；

D.在所述第一位置和第二端之间调节所述第二位置以便改变所述弹簧的压缩量，并且将所述限位部件固设在调节后的所述第二位置上，然后返回步骤C，直到调节所述第二位置在特定位置或特定位置区间时达到最合适的换挡力或换挡力区间，所述最合适的换挡力的选取值是根据大量客户样本在实车状态下通过评估所述换挡力可调的试验装置的评分得出的；以及

E.根据所述第二位置在所述特定位置或特定位置区间时所对应的所述弹簧压力大小来作为最大换挡力的评估基准。

在上述使用换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法中，优选地，当所述底座和所述凹槽均被构造成具有对称结构、并且所述凹槽的各区段均被构造成具有45°倾角时，所述步骤E中根据所述第二位置在所述特定位置或特定位置区间时所对应的所述弹簧压力与所述最大换挡力大小相等。

在以上任一项所述的使用换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法中，优选地，所述换挡手柄与所述调节部件的第一端之间的相对距离是根据不同项目来进行调节设置的。

本发明的有益效果在于：本换挡力可调的试验装置具有结构小巧轻便、易于携带和安装、调整快速、测量准确等众多优点，采用使用该换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法能够非常方便、快捷并且准确地测评出换挡力的大小，这对于车辆前期开发过程中及时评估换挡力以便完成最优化设计，从而提高产品质量和竞争力等都具有重要意义。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构或流程，而不必要依比例进行绘制。

图1是本发明换挡力可调的试验装置一个实施例的立体结构示意图。

图2是图1所示实施例处于不同工作状态下的效果示意图，其中数字100表示处于初始位置中的试验装置，数字101、102分别表示向右、向左拨动换挡手柄后处于其各自相应位置下的试验装置。

图3是图1所示实施例中滚轮的受力状态分析示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的换挡力可调的试验装置以及方法的相应特点和优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

其次，还需要指出的是，在本文中所提到的上、下、左、右、前、后、底、中等方位用语是相对于各附图图面中所示的换挡力可调的试验装置或其组成部分来进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

请参阅图1，在该图中以示意方式大致图显出了本换挡力可调的试验装置一个实施例的基本构造。如图1所示，该换挡力可调的试验装置100主要包括换挡手柄1、调节部件2、转轴3、限位部件4、弹簧5、滚轮6、底座7和背板8等组成部分，以下将对它们进行详细说明。

在上述实施例中，底座7和背板8属于基础部件，它们被固定连接在一起用于承载或支承其他部件。同时，在底座7上设置了具有多个区段的凹槽9，并且在这些区段中至少有两个区段被构造成彼此的底部高度不相同，以便滚轮6能在外力作用下在底部高度不同的区段之间运动。在优选情形下，可以将底座7和凹槽9都构造成具有对称的结构。进一步地，还可以将凹槽9上的各个区段都构造成具有45°倾角，即由于该倾角与图3中所示角度α二者之和为90°，因此它们此时大小相等且均为45°。采用以上这种优选的角度设置方式，其原因在于以此来尽可能地简化作用力的计算工作量，这部分内容将随后进行详述。

请再参考图1，调节部件2是本发明中的重要部件之一，它可以采用诸如空心杆等结构形式。该调节部件2具有相互对置的第一端10和第二端11，并且在第一端10和第二端11之间对应有所处位置相异的第一位置12和第二位置13，并且该第二位置13是位于第一位置12和第二端11之间。对于上述的第一位置12和第二位置13，它们都是可以在第一端10和第二端11之间进行调整来具体设定的。其中，调节部件2在第一位置12处被固定到转轴3上，而该转轴3的一端则被嵌装在背板8上，这样就使得该调节部件2能够在平行于背板8的平面内进行旋转运动；同时，将限位部件4在第二位置13处装设到调节部件2上，并且允许该限位部件4可以在上述的第一位置12和第二端11之间调整位置。

在本实施例中，按照能调节其与第一端10之间相对距离的方式，将换挡手柄1装设到调节部件2的第一端10上。而且，将滚轮6套装在调节部件2的第二端11上，并且以能在凹槽9中进行滚动的方式将滚轮6布置在底座7上，即该滚轮6可以进行上下活动，也也可以沿着底座7进行前后滚动。此外，将弹簧5套装在调节部件2上并且将其布置成当处于压缩状态下时，该弹簧5的两端分别抵靠在滚轮6和限位部件4上进行限位，由此通过调节限位部件4的高度就可以改变弹簧5的压缩量。另外，在本发明中至少在上述的第一位置12与第二端11之间设置有长度刻度(未图示)，由此通过该长度刻度上的对应数值标识等就可以反应出弹簧5的压缩量(或者说是弹簧压力)。

在上述实施例中，可以采用设置紧固部件(例如螺钉、螺栓等)的方式来非常方便、快捷地实现底座7与背板8之间、换挡手柄1与调节部件2之间、并且/或者限位部件4与调节部件2之间固定连接。

下面请参考图2和图3，通过结合这些附图来说明使用本发明的换挡力可调的试验装置100进行换挡力评估的方法。

图2是图1中实施例处于不同工作状态下的效果示意图，其中数字100、101、102分别表示处于初始位置中、处于向右拨动换挡手柄后的相应位置下、处于向左拨动换挡手柄后的相应位置下的试验装置。

在本发明方法中，首先需要设定好换挡手柄1与调节部件2的第一端10之间的相对距离，然后将该换挡手柄1固定到调节部件2上；

接着，将限位部件4固定在如前所述的第二位置13上；

随后，在换挡手柄1上施加作用力，从而使得调节部件2在平行于背板8的平面内进行旋转运动，由此推动滚轮6沿着底座7在它的凹槽9的不同区段之间进行滚动(如图所示的向右或向左)；如前所述，根据处于压缩状态下的弹簧5的当前位置所对应的调节部件2上的长度刻度的数值，以及该弹簧5的刚度数值来计算出并且记录下该弹簧5此时的弹簧压力大小；

然后，在第一位置12和第二端11之间调节重新设定第二位置13，以便由此来改变弹簧5的压缩量，并且将限位部件4固定在已调节好后的第二位置13上，再返回前一个步骤，直到将第二位置13调节至特定位置或特定位置区间，这样的特定位置或特定位置区间是在以上调节过程中进行确定的，其需要满足以下判断条件：在该特定位置或特定位置区间达到最合适的换挡力或换挡力区间，该最合适的换挡力的选取值是根据大量客户样本在实车状态下评估本换挡力可调的试验装置的评分来得出的。具体而言，根据大量客户的主观感受来确定在以上过程中施加于换挡手柄1上的这些作用力中最为舒适的作用力(即，经过多次调节之后即可以通过打分评估来找出最合适的换挡力，其对应于上述的特定位置或特定位置区间)。最后，根据该最为舒适的作用力所对应的弹簧压力大小来作为最大换挡力的评估基准。

另外，由于针对不同项目，换挡手柄1的高度将会不同，因此在不同项目中只需将换挡手柄1设定在不同的高度，然后实施以上所述的方法步骤即可测出最大换挡力(即对应于最舒适的换挡力)。

在本发明方法中，为了试验方便起见，可以优先采用底座7和凹槽9具有对称结构、并且凹槽9上各个区段都构造呈45°倾角的换挡力可调的试验装置。在实施以上方法步骤时，可以将滚轮6的初始状态设置为其正好处于底座7的中部(即，如图2所示地处于凹槽9的底部)。在其他条件相同的情况下，当滚轮6越远离底座7的中间位置时，弹簧5的压缩量就越小，则弹簧压力F1就越小，那么施加在换挡手柄1上的推力F3也就越小，即滚轮6在中间位置的凹槽处时所需对换挡手柄1施加的作用力即为该工况下的最大换挡力，其具体的力学分析过程请参见以下文字说明。由于滚轮6在凹槽9的不同区段进出时(即，在不同档位之间换挡)所对应的弹簧压力大小并不一致，滚轮6越靠近中间位置弹簧压力越大，而最大换挡力为本发明的最大关注点，因此所以在本发明中选取在底座7的中间位置所测得的作用力大小来作为最大换挡力的评估依据。

图3为图1所示的实施例中滚轮6的受力状态分析示意图。如图3所示，由于底座7的凹槽9中各区段都被构造呈45°倾角，当推动滚轮6向右(或向左)滚动时将会受到以下这些作用力，即由弹簧5施加的弹簧压力F1、所处区段反作用于该滚轮6上的斜面支持力F2、由换挡手柄1传导下来的推力F3(其与施加在换挡手柄1上的换挡力相等)，根据上述的结构构造特点以及力学分析可以得知F1＝F3，这样就非常巧妙且有效地简化了作用力之间的计算过程。如前所述，弹簧压力F1是可以根据弹簧5的刚度和压缩量来计算得出的，如此显而易见就能够获知施加在换挡手柄1上的换挡力。

需要特别说明的是，在以上示例中仅是为了计算和读取数据的方便而将底座7的凹槽9中各区段都被构造呈45°倾角，然而显而易见的是，将凹槽9中的区段构造成具有其他数值的任意角度时，也可以通过测量此时的角度α，并且通过以下计算式来得出此时施加在换挡手柄1上的换挡力，即该换挡力的大小等于上述推力F3，而F3等于F1与cotα二者的乘积，即F3=F1*cotα。

此外，还需要指出的是，本发明的换挡力可调的试验装置主要是用于模拟自动变速箱换挡状态(即滚轮6可以向右、向左拨动)，并且在所给出的示例中被显示为两挡，但是可以根据实际需求通过改变底座7的形状来调节设定具体挡位。此外，由于安装、操作误差和实际过程中的摩擦力等因素的存在，采用以上力学分析所计算出的换挡力与其实际大小可能存在一定误差，所以也可以根据具体的应用情况或者实际需求来对其进行进一步地微调或修正。

通过以上详细描述，可以容易理解在本发明的技术方案下，评估人员能够非常方便、快捷的地评估换挡力和测量换挡力的大小，从而可以显著缩短评估的时间、降低评估的难度并且提高评估的准确性，由此为车辆的前期开发提供了有益指导。

以上以举例方式来详细显示、描述和阐明了本发明的换挡力可调的试验装置以及使用其测取换挡力的方法，然而这些可能是最为实际或优选的个例仅是用于说明本发明的原理及其实施方式，而并非对本发明的限制。可以认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种各样的变形和改进，而并非只限于在本文中所述的这些细节。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述换挡力可调的试验装置包括：

底座和背板，所述底座和背板固定连接且在所述底座上设置有凹槽，所述凹槽包括多个区段，其中至少有两个区段彼此底部高度不同；

转轴、调节部件、换挡手柄和滚轮，所述转轴的一端被嵌装在所述背板上，所述调节部件具有彼此相对置的第一端和第二端，并且所述调节部件被设置成在位于所述第一端和第二端之间的第一位置处固定到所述转轴上以便能在平行于所述背板的平面内进行旋转运动，并且至少在所述调节部件上的所述第一位置与第二端之间设置有长度刻度，所述换挡手柄以其与所述第一端的相对距离能调节的方式装设到所述第一端上，所述滚轮被套装在所述第二端上且以能在所述凹槽中进行滚动的方式布置在所述底座上；

限位部件，其被装设到所述调节部件上的第二位置处，所述第二位置位于所述第一位置和第二端之间并且允许在其间进行调节；以及

弹簧，其被套装在所述调节部件上，并且所述弹簧处于压缩状态下时其两端分别抵靠在所述滚轮和限位部件上。

2.根据权利要求1所述的换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述底座和所述凹槽均被构造成具有对称结构。

3.根据权利要求2所述的换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述凹槽的各区段均被构造成具有45°倾角。

4.根据权利要求1所述的换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述调节部件为空心杆。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述底座通过紧固部件固定连接到所述背板上。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述换挡手柄通过紧固部件固定到所述调节部件上。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的换挡力可调的试验装置，其特征在于，所述限位部件通过紧固部件固定到所述调节部件上。

8.一种使用如权利要求1-7中任一项所述换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

A.设定好所述换挡手柄与所述调节部件的第一端之间的相对距离，然后将所述换挡手柄固设在所述调节部件上；

B.将所述限位部件固设在所述第二位置上；

C.在所述换挡手柄上施加作用力以使得所述调节部件在平行于所述背板的平面内进行旋转运动，从而推动所述滚轮在所述凹槽的不同区段之间滚动，根据压缩状态下的所述弹簧其位置所对应的调节部件上所述长度刻度的数值以及该弹簧的刚度数值来计算出并且记录所对应的弹簧压力的大小；

D.在所述第一位置和第二端之间调节所述第二位置以便改变所述弹簧的压缩量，并且将所述限位部件固设在调节后的所述第二位置上，然后返回步骤C，直到调节所述第二位置在特定位置或特定位置区间时达到最合适的换挡力或换挡力区间，所述最合适的换挡力的选取值是根据大量客户样本在实车状态下通过评估所述换挡力可调的试验装置的评分得出的；以及

E.根据所述第二位置在所述特定位置或特定位置区间时所对应的所述弹簧压力大小来作为最大换挡力的评估基准。

9.根据权利要求8所述使用换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法，其特征在于，当所述底座和所述凹槽均被构造成具有对称结构、并且所述凹槽的各区段均被构造成具有45°倾角时，所述步骤E中根据所述第二位置在所述特定位置或特定位置区间时所对应的所述弹簧压力与所述最大换挡力大小相等。

10.根据权利要求8或9所述使用换挡力可调的试验装置来评估换挡力的方法，其特征在于，所述换挡手柄与所述调节部件的第一端之间的相对距离是根据不同项目来进行调节设置的。