CN106090201A - 汽车半自动助力变速系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车半自动助力变速系统，涉及汽车操纵技术领域，包括与变速箱配套安装的变速装置、安装在驾驶室的操纵装置和单片机，通过设计操纵装置和带有霍尔开关的单片机配合工作，依靠霍尔原理控制整体系统动作，在挡位切换时具有轻便省力、换挡准确的特点；通过在变速装置的选挡驱动装置和锁挡驱动装置本体设计主气孔，并在侧部电磁阀处设计第一分气孔和第二分气孔，替换原来气管连接的方式，使结构更加简单，达到外形规范美观、节省管材、提高使用寿命的效果。

Description

汽车半自动助力变速系统

技术领域

本发明涉及汽车操纵技术领域，特别是涉及一种汽车半自动助力变速系统。

背景技术

手动变速器是一种变速装置，用来改变发动机传到驱动轮上的转速和转矩，在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机工作在较为有利的工况范围内。

手动变速器特别是多挡手动变速器车辆在行驶过程中驾驶员需要根据路况切换挡位以满足发动机动力需要，频繁切换挡位会造成驾驶员体力的消耗，同时也容易出现换不上挡的情况。

气动变速器需要气压推动装置进行动作，需要多处进气和出气，目前在进气和出气均为气管连接，安装气管条数与挡位多少有关，挡位多的变速器需要安装很多条气管，接管杂乱、体积大，另气管长时间使用会发生故障，寿命低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种汽车半自动助力变速系统，解决驾驶员切换挡位消耗体力、容易出现换错挡和接管杂乱、体积大、使用寿命低的问题，具有切换挡位轻便省力、换挡准确和节省管材、使用安全可靠的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种汽车半自动助力变速系统，包括与变速箱配套安装的变速装置、安装在驾驶室的操纵装置和单片机，所述变速装置包括选挡驱动装置和锁挡驱动装置，所述单片机中包括霍尔开关，所述操纵装置包括选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置，单片机信号输入端与操纵装置的选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置连接，单片机的信号输出端能与变速装置的选挡驱动装置和锁挡驱动装置的控制端连接，单片机依靠霍尔效应接收触发信号控制变速装置动作。

优选地，变速装置的选挡驱动装置和锁挡驱动装置内部均有气缸，本体均钻有主气孔，选挡驱动装置和锁挡驱动装置侧部均安装有电磁阀，选挡驱动装置和锁挡驱动装置侧部的每一个电磁阀处均有两个分气孔，分别为第一分气孔和第二分气孔，气缸和第二分气孔相通，主气孔和第一分气孔相通，当电磁阀打开时第一分气孔和第二分气孔相通，当电磁阀关闭时第一分气孔和第二分气孔不相通。

优选地，选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置的结构为：水平设置有连有挡杆的十字铰轴，所述十字铰轴的选挡轴和锁挡轴的轴端分别与选挡开关和锁挡开关连接，十字铰轴的下方设置有安装板，安装板固定安装有四个能够围成矩形的轴承座，十字铰轴的四个轴分别与轴承座连接。

优选地，操纵装置还包括底板、壳体、盖板、橡胶座、与挡杆连接的手球，所述选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置安装在壳体内部。

优选地，选挡开关为：包括固定安装在选挡轴一侧短轴上的选挡扇轮、安装在安装板上表面上的伞齿轮、安装在伞齿轮下表面的转轴、安装在安装板下表面轴线与伞齿轮轴线重合的选挡轮和安装在安装板下表面的单片机，选挡轮边缘处有一凸起部分，凸起部分轴线与选挡轮轴线平行，凸起部分端部有磁性，所述伞齿轮借助于轴承安装在安装板上的通孔内，所述选挡扇轮与伞齿轮相对侧面上设置与伞齿轮啮合的齿环，所述转轴下端与选挡轮连接，转轴轴线与选挡轮轴线重合；选挡轮的若干挡位停靠位置，分别在三个霍尔开关上方，使霍尔开关动作。

优选地，锁挡开关结构为：锁挡轴端部安装有锁挡轮，所述锁挡轮边缘有一凸起部分，凸起部分有磁性，锁挡轮凸起部分正下方对应单片机上的霍尔开关，锁挡轮有三个停靠位置，三个位置分别代表高挡、低挡和空挡。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明设计一种汽车半自动助力变速系统，通过对操纵装置和带有霍尔开关的单片机的设计使切换挡位更加轻便，减少驾驶员的体力消耗，切换挡位精确，防止出现换错挡的情况；通过对变速装置的气缸钻孔，达到减少管材的使用，节省管材，使用安全可靠的效果。

附图说明

图1是本发明的控制原理框图。

图2是操纵装置外部结构示意图。

图3是操纵装置十字铰轴装配结构示意图。

图4是操纵装置内部结构示意图。

图5是选挡开关结构示意图。

图6是锁挡开关结构示意图。

图7是变速装置整体结构俯视图。

图8是锁挡驱动装置的右视图。

图9是锁挡驱动装置的主视图。

图10是锁挡驱动装置的俯视图。

图11是图10的A—A 面剖视图。

图中：1、底板；2、壳体；3、盖板；4、手球；5、挡杆；6、橡胶座；7、信号输出端；8、轴承座；9、选挡轮；10、选挡轴；11、锁挡轴；12、安装板；13、伞齿轮；14、选挡扇轮；15、锁挡轮；16、单片机；17、霍尔开关；18、转轴；19、锁挡驱动装置；20、选挡驱动装置；21、电磁阀；22、主气孔；23、气缸；24、第一分气孔；25、第二分气孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，为本发明控制原理图，拨动挡杆5带动选挡信号发生装置中的选挡轮9和锁挡信号发生装置中的锁挡轮15运动，选挡轮9凸起部分和锁挡轮15凸起部分位于单片机16上特定位置上的霍尔开关17上方，霍尔开关17周围磁场发生变化输出高电平或低电平，使单片机16上相应电磁继电器实现通断，信号经由单片机16上信号输出端7传到变速装置的选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19中，选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19侧部安装的每个电磁阀21根据信号做出相应打开、闭合动作，使选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19做出相应动作，完成挡位切换。

如图2-4所示，操作装置包括底板1、壳体2、盖板3、橡胶座6、挡杆5、手球4和安装在壳体2内部的选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置，所述选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置的结构为：水平设置有连有挡杆5的十字铰轴，所述十字铰轴的选挡轴10和锁挡轴11的轴端分别与选挡开关和锁挡开关连接，十字铰轴的下方设置有安装板12，安装板12固定安装有四个能够围成矩形的轴承座8，十字铰轴的四个轴分别与轴承座8连接。

所述十字铰轴包括呈十字交叉设置的选挡轴10和锁挡轴11，锁挡轴11两端分别借助于轴承和安装板12上表面上两套相对的轴承座8连接，锁挡轴11中部设置呈上下开口的长槽孔，所述挡杆5下端穿过长槽孔、且借助于轴线方向垂直于锁挡轴11长度方向的铰轴安装，所述选挡轴10包括开口向上的U形槽和垂直安装在U形槽两侧板外侧面上的两根短轴，所述U形槽的两侧板分设在锁挡轴11的两侧、且其底面上设置弧形长孔槽，所述挡杆5下端设置选挡拨块，选挡拨块位于U形槽底面上的弧形长槽孔内，所述两根短轴外端借助于轴承和另外两个轴承座8连接，两个短轴的轴线与将挡杆5安装在锁挡轴11上的铰轴的轴线重合。

如图5所示，为选挡开关结构示意图，包括固定安装在选挡轴10一侧短轴上的选挡扇轮14、安装在安装板12上表面上的伞齿轮13、安装在伞齿轮13下表面的转轴18、安装在安装板12下表面轴线与伞齿轮13轴线重合的选挡轮9和安装在安装板12下表面的单片机16，选挡轮9边缘处有一凸起部分，凸起部分轴线与选挡轮9轴线平行，凸起部分端部有磁性，所述伞齿轮13借助于轴承安装在安装板12上的通孔内，所述选挡扇轮14与伞齿轮13相对侧面上设置与伞齿轮13啮合的齿环，所述转轴18下端与选挡轮9连接，转轴18轴线与选挡轮9轴线重合；选挡轮9的若干挡位停靠位置，分别在三个霍尔开关17上方，使霍尔开关17动作。

如图6所示，为锁挡开关结构示意图，锁挡开关结构为：锁挡轴11端部安装有锁挡轮15，所述锁挡轮15边缘有一凸起部分，凸起部分有磁性，锁挡轮15凸起部分正下方对应单片机16上的霍尔开关17，锁挡轮15有三个停靠位置，三个位置分别代表高挡、低挡和空挡。

如图7所示， 为变速装置的整体结构示意图，包括选挡驱动装置20、锁挡驱动装置19、电磁阀21，选挡驱动装置20与锁挡驱动装置19侧部均安装有电磁阀21，选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19内部均有气缸23，选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19本体上钻有主气孔22，选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19侧部的每一个电磁阀21处均有两个分气孔分别为第一分气孔24和第二分气孔25，气缸23和第二分气孔25相通，主气孔22和第一分气孔24相通。

如图8-9所示，为锁挡驱动装置19的右视图和主视图，锁挡驱动装置19侧部安装有电磁阀21，锁挡驱动装置19一端有主气孔22，主气孔22在气缸23侧部，锁挡驱动装置19侧部有电磁阀21，电磁阀21处均有两个分气孔分别为第一分气孔24和第二分气孔25，当电磁阀21打开第一分气孔24和第二分气孔25相通，当电磁阀21关闭第一分气孔24和第二分气孔25不相通。

如图10-11所示，气缸23和第二分气孔25相通，主气孔22和第一分气孔24相通。切换挡位时，主气孔22进行充气加压，选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19侧部电磁阀21通过通断控制选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19的运动，最终完成挡位切换。

采用上述技术方案后，挡位切换时通过拨动挡杆5，选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置发生运动，锁挡轮15凸起部分和选挡轮9凸起部分分别停靠指定单片机16上的霍尔开关17的上方，单片机16上霍尔开关17根据磁场变化，输出相应的高低电平，使电路中相应的电磁继电器进行开关闭合的动作，单片机16信号输出端7将电信号通过信号输出端7传送到选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19，选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19根据信号进行动作，完成挡位切换。通过本发明的设计使汽车挡位切换更加轻便，减少驾驶员的体力消耗，同时提高挡位切换的准确率，防止出现换错挡的情况；

通过在变速装置的选挡驱动装置20和锁挡驱动装置19本体设计主气孔22，并在侧部电磁阀21处设计第一分气孔24和第二分气孔25，替换原来气管连接的方式，使结构更加简单，达到外形规范美观、节省管材、提高使用寿命的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种汽车半自动助力变速系统，其特征在于：包括与变速箱配套安装的变速装置、安装在驾驶室的操纵装置和单片机（16），所述变速装置包括选挡驱动装置（20）和锁挡驱动装置（19），所述单片机（16）中包括霍尔开关（17），所述操纵装置包括选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置，单片机（16）信号输入端与操纵装置的选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置连接，单片机（16）的信号输出端（7）能与变速装置的选挡驱动装置（20）和锁挡驱动装置（19）的控制端连接，单片机（16）依靠霍尔效应接收触发信号控制变速装置动作。

2.根据权利要求1所述的一种汽车半自动助力变速系统，其特征在于：所述变速装置的选挡驱动装置（20）和锁挡驱动装置（19）内部均有气缸（23），本体均钻有主气孔（22），选挡驱动装置（20）和锁挡驱动装置（19）侧部均安装有电磁阀（21），选挡驱动装置（20）和锁挡驱动装置（19）侧部的每一个电磁阀（21）处均有两个分气孔，分别为第一分气孔（24）和第二分气孔（25），气缸（23）和第二分气孔（25）相通，主气孔（22）和第一分气孔（24）相通，当电磁阀（21）打开时第一分气孔（24）和第二分气孔（25）相通，当电磁阀（21）关闭时第一分气孔（24）和第二分气孔（25）不相通。

3.根据权利要求１所述的一种汽车半自动助力变速系统，其特征在于：所述选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置的结构为：水平设置有连有挡杆（5）的十字铰轴，所述十字铰轴的选挡轴（10）和锁挡轴（11）的轴端分别与选挡开关和锁挡开关连接，十字铰轴的下方设置有安装板（12），安装板（12）固定安装有四个能够围成矩形的轴承座（8），十字铰轴的四个轴分别与轴承座（8）连接。

4.根据权利要求3所述的一种汽车半自动助力变速系统，其特征在于：还包括底板（1）、壳体（2）、盖板（3）、橡胶座（6）、与挡杆（5）连接的手球（4），所述选挡信号发生装置和锁挡信号发生装置安装在壳体（2）内部。

5.根据权利要求3所述的一种汽车半自动助力变速系统，其特征在于：所述选挡开关为：包括固定安装在选挡轴（10）一侧短轴上的选挡扇轮（14）、安装在安装板（12）上表面上的伞齿轮（13）、安装在伞齿轮（13）下表面的转轴（18）、安装在安装板（12）下表面轴线与伞齿轮（13）轴线重合的选挡轮（9）和安装在安装板（12）下表面的单片机（16），选挡轮（9）边缘处有一凸起部分，凸起部分轴线与选挡轮（9）轴线平行，凸起部分端部有磁性，所述伞齿轮（13）借助于轴承安装在安装板（12）上的通孔内，所述选挡扇轮（14）与伞齿轮（13）相对侧面上设置与伞齿轮（13）啮合的齿环，所述转轴（18）下端与选挡轮（9）连接，转轴（18）轴线与选挡轮（9）轴线重合；选挡轮（9）的若干挡位停靠位置，分别在三个霍尔开关（17）上方，使霍尔开关（17）动作。

6.根据权利要求3所述的一种汽车半自动助力变速系统，其特征在于：所述锁挡开关结构为：锁挡轴（11）端部安装有锁挡轮（15），所述锁挡轮（15）边缘有一凸起部分，凸起部分有磁性，锁挡轮（15）凸起部分正下方对应单片机（16）上的霍尔开关（17），锁挡轮（15）有三个停靠位置，三个位置分别代表高挡、低挡和空挡。