CN107725751A - 一种手动变速器的操控手柄和离合信号检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动变速器的操控手柄和离合信号检测方法；操控手柄包括设于操纵杆上端的操控本体；操控本体设有至少一个开关，及至少一个角度传感器；至少一个开关产生触发信号时，输出离合控制信号；操纵杆处于不同档位时，角度传感器产生相对应的传感信号，并将该档位的传感信号输出。本发明操控手柄设有开关，以检测驾驶员的换档需求，利用握紧动作，使得离合器的控制信号能快速被采集到，并使离合器进行分离，从而让驾驶员紧接着进行换档动作。本发明操控手柄还设有角度传感器，以检测操纵杆是否挂到位了。它与开关集中设于操控手柄上，无需额外安装，占用空间少。还可以通过操纵杆的加长作用，增加了操控手柄的倾斜范围，能准确地检测到每个档位的传感信号。

Description

一种手动变速器的操控手柄和离合信号检测方法

技术领域

本发明涉及一种车辆变速器的操控装置，更具体地说是指一种手动变速器的操控手柄和离合信号检测方法。

背景技术

随着生活水平的提高，汽车成为普遍大众出行代步的工具，驾驶的舒适性也逐渐成为大众关注的话题。汽车的变速系统分为手动变速和自动变速，但是现有的汽车中大部分为手动变速。手动变速普遍有着省油、制造成本低等优点，但是对于一些新手或女司机，手动变速常常成为技术难关。由于不熟练操作等原因，在驾驶过程中，经常会遇到不顺畅的状况，如由于离合器松开不当而导致熄火、踩放离合器不及时导致驾驶不平稳等。

现有的一种电控式离合器辅助装置，它还包括了一个或二个档位传感器。这些档位传感器在安装时比较麻烦，需要拆掉操纵杆的保护装置，一般驾驶员不会安装，导致改装成本增高。另外，这种结构没有离合器控制信号的主动检测方式(即直接的检测方式)，只能先手动操作操纵杆，位于操纵杆下端的档位传感器被触发时，才会产生离合器控制信号，致使离合器分离。这样的检测模式，虽然节省了传感器，但对于驾驶员而言，有一种滞后感。开起车来，感觉不流畅，不顺手。

因此，针对离合器辅助装置，有必要开发一种档次检测方式和离合器控制信号的检测方式，以实现更为简单的改装，并使快速检测到驾驶员的操控信号。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种手动变速器的操控手柄和离合信号检测方法。

为实现上述目的，发明采用以下技术方案：

一种手动变速器的操控手柄，所述的手动变速器设有操纵杆，所述操控手柄包括设于操纵杆上端的操控本体；所述操控本体设有至少一个开关，及至少一个角度传感器；至少一个开关产生触发信号时，输出离合控制信号；操纵杆处于不同档位时，角度传感器产生相对应的传感信号，并将该档位的传感信号输出。

其进一步技术方案为：所述操纵杆的上端设有操控手握部，所述的操控本体套设于所述的操控手握部；或者，所述的操控本体设有与所述操纵杆的上端可拆式联接的螺纹联接部；或者，所述的操控本体与所述的操纵杆为一体式结构。

其进一步技术方案为：所述的角度传感器包括前后角度传感器和左右角度传感器；所述的前后角度传感器采集操纵杆在前后方向的角度变化；所述的左右角度传感器采集操纵杆在左右方向的角度变化。

其进一步技术方案为：所述角度传感器为陀螺仪或电子水平仪，位于操控本体的顶部。

其进一步技术方案为：所述的角度传感器为重力摆杆式结构，包括设有摆动腔的壳体，及设于摆动腔内的摆杆，所述摆杆的上端枢接于壳体，所述摆杆的下端设有配重块；所述摆杆中段设有电接片，所述摆动腔的侧壁上设有与电接片相对应的电阻滑片；壳体上还设有与电阻滑片连接的电连接端，在重力作用下，当壳体发生倾斜时，摆杆与壳体处于不同的角度，电接片与电阻滑片接触的位置发生变化，电连接端之间的电阻值发生，以输出相应的电信号。

其进一步技术方案为：所述的电阻滑片为二个，包括上电阻滑片和下电阻滑片，所述的电接片为二个，包括与上电阻滑片相对应的上电接片和与下电阻滑片相对应的下电接片；所述的上电接片与下电接片电性连接；所述的电连接端为二个，包括分别设于上电阻滑片、下电阻滑片同一侧的上电连接端、下电连接端。

其进一步技术方案为：所述的上电阻滑片、下电阻滑片均以所述摆杆的上端枢接中心为圆心的圆弧形状。

其进一步技术方案为：所述的壳体包括底壳及与底壳可拆式联接的面壳；所述电接片设于摆杆近于底壳的一侧；所述摆杆近于面壳的另一侧设有滚轮，所述面壳的内侧设有与滚轮相对应的导向滑板。

本发明离合信号检测方法，包括离合器分离控制信号检测方法和/或离合器闭合控制信号检测方法；

所述离合器分离控制信号检测方法采用前述操控手柄，至少二个开关同时产生触发信号时，输出离合控制信号；产生触发信号的开关位于操控本体的二个相对立的侧边，或，位于操控本体的二个相对立的侧边和顶部，又或，位于操控本体的顶部和一个侧边，又或，位于操控本体的三个侧边，又或，位于操控本体的四个侧边；

所述离合器闭合控制信号检测方法采用前述操控手柄，先通过示教步骤，在操纵杆切换至各个档位时，通过角度传感器的检测，采集并存储在该档位时的档位角度信号；工作过程中，当操纵杆发生切换时，角度传感器所采集到的信号与存储的任一档位角度信号相匹配时，输出离合器闭合控制信号。

其进一步技术方案为：所述的操控手柄采用带有一开口的腔体结构，该腔体采用弹性变形材料为本体，通过套合的方式固定于操纵杆的上端；或者，所述的操控手柄为一球形的操控手握部，与操纵杆为螺纹联接；或者，所述的操控手柄与操纵杆为一体式结构。

发明与现有技术相比的有益效果是：本发明操控手柄设有开关，以检测驾驶员的换档需求，且正好利用换档之前对操控手柄的握紧动作，使得离合器的控制信号能快速被采集到，并使离合器进行分离，从而让驾驶员紧接着进行换档动作。本发明操控手柄还设有角度传感器，以检测操纵杆是否挂到位了。它与开关集中设于操控手柄上，无需额外安装，占用空间少。还可以通过操纵杆的加长作用，增加了操控手柄的倾斜范围，能准确地检测到每个档位的传感信号。本发明进一步采用重力摆杆式结构的角度传感器，结构简单易实现，成本低，可靠性高。

附图说明

图1为发明一种手动变速器的操控手柄的实施例一结构侧面示意图(包括操纵杆)；

图2为发明一种手动变速器的操控手柄的实施例一结构示意图(不包括操纵杆)；

图3为图1实施例中的重力摆杆式结构的角度传感器的剖视示意图；

图4为图3实施例中的平面示意图(去掉面盖)；

图5为实施例二中的重力摆杆式结构的角度传感器的剖视示意图；

图6为图5实施例中的平面示意图(去掉面盖)；

图7为发明一种手动变速器的操控手柄的实施例三结构示意图(不包括操纵杆)；

图8为图7中的A部局部放大图。

附图说明

S 操控手柄 10 操纵杆

20 操控本体 29 螺纹联接部

31 侧面开关 32 顶部开关

41 前后角度传感器 42 左右角度传感器

50 角度传感器 510 摆动腔

511 底壳 512 面壳

515 导向滑板 518 上电阻滑片

519 下电阻滑片 51 壳体

521 配重块 525 滚轮

528 上电接片 529 下电接片

52 摆杆

68 上电连接端 69 下连接端

20A 操控本体 201 嵌槽

202 通孔 70 球形气囊结构

700 内腔 71 中心支撑杆

711 下固定轴 712 活动套管

80 压力开关 81 按键开关

811 活动键 82 气膜

819 复位弹簧

具体实施方式

为了更充分理解发明的技术内容，下面结合具体实施例对发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1-图4所示的实施例一中，本发明一种手动变速器的操控手柄S，手动变速器设有操纵杆10，操控手柄S包括设于操纵杆10上端的操控本体20；操控本体20设有五个开关(四个侧面开关31和一个顶部开关32，四个侧面开关分别位于前、后、左、右的位置)，及二个角度传感器，包括前后角度传感器41和左右角度传感器42；前后角度传感器41采集操纵杆10在前后方向的角度变化；左右角度传感器42采集操纵杆10在左右方向的角度变化。其中任何一个开关产生触发信号时，输出离合控制信号；操纵杆处于不同档位时，角度传感器产生相对应的传感信号，并将该档位的传感信号输出。这里的开关是用来产生离合控制信号，即让离合器分离，角度传感器则用来检测档位是否换到相对应的档位，到达相应的档位时，将通过控制器或控制电路输出一个离合器闭合的控制信号，离合器立即闭合或延时闭合。

其中，操控本体20与操纵杆采用螺纹联接的可拆式结构，设有与操纵杆10的上端可拆式联接的螺纹联接部29。

本实施例中，角度传感器为重力摆杆式结构，如图3-4所示。重力摆杆式结构的角度传感器50包括设有摆动腔510的壳体51(壳体51包括底壳511及与底壳511可拆式联接的面壳512)，及设于摆动腔510内的摆杆52，摆杆52的上端通过枢接轴59枢接于壳体51，摆杆52的下端设有配重块521；摆杆52近于底壳的一侧的中段设有二个电接片，分别为上电接片528、下电接片529，摆动腔510的侧壁上设有与上电接片528、下电接片529相对应的上电阻滑片518、下电阻滑片519；壳体51(即底壳511)上还设有与上电阻滑片518、下电阻滑片519连接的上电连接端68、下连接端69，在重力作用下，当壳体51发生倾斜时，摆杆52与壳体51处于不同的角度，上电接片528、下电接片529与上电阻滑片518、下电阻滑片519接触的位置发生变化，上电连接端68、下连接端69之间的电阻值发生，以输出相应的电阻信号。外接的控制电路或控制器根据电阻信号判断出壳体的倾斜角度。上电阻滑片、下电阻滑片均以所述摆杆的上端枢接中心为圆心的圆弧形状。

为了可靠性更高，本实施例中的上电接片528、下电接片529分别采用二片式结构，分别有二个接触点，由于接触点的位置很靠近，造成电阻信号的变化，可以在控制器或控制电路中过滤掉。上电接片528、下电接片529优选U型结构，凸起的部分与电阴滑片连接。摆杆采用非导体材料，上电接片528、下电接片529为导体材料，以嵌入方式固定于摆杆的侧面，二者之间通过导线连接，该导线也以嵌入方式固定于摆杆的侧面的表面；或，上电接片528、下电接片529采用一体式结构，即一个完整的金属片加工而成。

如图5-6的实施例二中，摆杆52近于面壳512的另一侧设有滚轮525，面壳512的内侧设有与滚轮525相对应的导向滑板515，以防止摆杆发生侧向偏离，使电接片与电阻滑片之间保存良好的带有一定压力的电性接触。

于其它实施例中，电接片、电阻滑片均可以是一个，则输出信号的电连接端，一个与电阻滑片连接，另一个与电接片电性连接(与电接片连接的导线可以从摆杆的上端枢接中心孔穿过至底壳上固定，形成另一个连接端)。

上述的实施例一中，其中的操控本体20与操纵杆10的上端为螺纹联接。于其它实施例中，操纵杆10的上端也可以设有操控手握部，所述的操控本体套设于所述的操控手握部。

于其它实施例中，角度传感器也可以为陀螺仪或电子水平仪，位于操控本体的顶部。

于其它实施例中，螺纹联接部可以由过盈配合联接部代替。

于其它实施例中，用来产生离合器分离信号的开关采用压力开关80，该压力开关80与操控本体20A内设有的内腔700相通，且该操控本体的上半部为带有中心支撑杆71的球形气囊结构70，如图7-8所示的实施例三，驾驶员不管用什么方式(比如往下的按压式，前后捏拿式或左右夹持式)来变速，均会用力作用于该球形气囊结构70。球形气囊结构70的内腔700在使用中是保持有正常压力，以形成具有一定强度的支撑力，当外力握持之后，内腔的压力增加，增加值超过设定值时，即可以输出一个信号。

为了使用成本低、易维护、寿命长，图7-8的实施例中采用了机械式压力开关。为简化结构，节省成本，可以采用常用的按键开关81，在按键开关81的活动键811的表面装一个临接于内腔的气膜82而构成。该操控本体20A的下半部(硬质材料加工而成)的中心为螺纹联接部或过盈配合联接部，外周则为角度传感器。其中的中心支撑杆71优选采用可以上下活动的二段式结构，下段为下固定轴711，固定于该操控本体20A的下半部(硬质材料加工而成)，上段为活动套管712，为了增加接触面且形成一支撑表面，活动套管712的上端设有伞状联接部713，固定于球形气囊结构70顶部的内壁。该按键开关81装在操控本体20A上的嵌槽201内，嵌槽201底部设有与外界相通的通孔202。活动键811的下方设有复位弹簧819，其弹力大于气膜在正常压力时产生的作用力。活动键811的下表面为导体，下方设有二个电接端(图7-8的实施例中采用同心结构，包括内电接脚815和外电接环816)。按键开关81的内电接脚815和外电接环816分别通过导线88、89与外界的控制器或控制电路连接。

于另一实施例中，操控手柄采用带有一开口的腔体结构，该腔体采用弹性变形材料为本体，通过套合的方式固定于操纵杆的上端。

于又一实施例中，操控手柄也可以与操纵杆为一体式结构。

本发明还公开了一种离合信号检测方法，包括离合器分离控制信号检测方法和/或离合器闭合控制信号检测方法。

离合器分离控制信号检测方法采用前述操控手柄，至少二个开关同时产生触发信号时，输出离合控制信号；产生触发信号的开关位于操控本体的二个相对立的侧边，或，位于操控本体的二个相对立的侧边和顶部，又或，位于操控本体的顶部和一个侧边，又或，位于操控本体的三个侧边，又或，位于操控本体的四个侧边。

离合器闭合控制信号检测方法采用前述操控手柄，先通过示教步骤，在操纵杆切换至各个档位时，通过角度传感器的检测，采集并存储在该档位时的档位角度信号；工作过程中，当操纵杆发生切换时，角度传感器所采集到的信号与存储的任一档位角度信号相匹配时，输出离合器闭合控制信号。

其中的离合器控制信号可以通过无线方式或有线方式发送至离合器的电控装置(即产生动力，使离合器发生分离或闭合的装置)。

如果是针对现有车辆的改装，在改装过程中，可将手动变速杆(即操纵杆)上端的握手球头拆掉，换成上述的操控手柄。操控本体20的螺纹联接部29按现有车辆的变速杆规格进行生产加工即可成为一种简单实用的改装方式，使得现有手动变速的汽车可以改装手动/自动能够应付自如的二种变速方式的汽车，拓宽了人们对汽车的操控方式。

作为全新的手动变速杆，也可以将操纵杆与操控手柄做成一体式产品。

综上所述，本发明操控手柄设有开关，以检测驾驶员的换档需求，且正好利用换档之前对操控手柄的握紧动作，使得离合器的控制信号能快速被采集到，并使离合器进行分离，从而让驾驶员紧接着进行换档动作。本发明操控手柄还设有角度传感器，以检测操纵杆是否挂到位了。它与开关集中设于操控手柄上，无需额外安装，占用空间少。还可以通过操纵杆的加长作用，增加了操控手柄的倾斜范围，能准确地检测到每个档位的传感信号。本发明进一步采用重力摆杆式结构的角度传感器，结构简单易实现，成本低，可靠性高。

上述仅以实施例来进一步说明发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表发明的实施方式仅限于此，任何依发明所做的技术延伸或再创造，均受发明的保护。发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种手动变速器的操控手柄，所述的手动变速器设有操纵杆，其特征在于，所述操控手柄包括设于操纵杆上端的操控本体；所述操控本体设有至少一个开关，及至少一个角度传感器；至少一个开关产生触发信号时，输出离合控制信号；操纵杆处于不同档位时，角度传感器产生相对应的传感信号，并将该档位的传感信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述的开关为触摸式开关、按压式开关或光电式开关，又或为由操控本体设有的气囊驱动的压力开关；所述操纵杆的上端设有操控手握部，所述的操控本体套设于所述的操控手握部；或者，所述的操控本体设有与所述操纵杆的上端可拆式联接的螺纹联接部或过盈配合联接部；或者，所述的操控本体与所述的操纵杆为一体式结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述的角度传感器包括前后角度传感器和左右角度传感器；所述的前后角度传感器采集操纵杆在前后方向的角度变化；所述的左右角度传感器采集操纵杆在左右方向的角度变化。

4.根据权利要求1或2所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述角度传感器为陀螺仪或电子水平仪，位于操控本体的顶部。

5.根据权利要求3所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述的角度传感器为重力摆杆式结构，包括设有摆动腔的壳体，及设于摆动腔内的摆杆，所述摆杆的上端枢接于壳体，所述摆杆的下端设有配重块；所述摆杆中段设有电接片，所述摆动腔的侧壁上设有与电接片相对应的电阻滑片；壳体上还设有与电阻滑片连接的电连接端，在重力作用下，当壳体发生倾斜时，摆杆与壳体处于不同的角度，电接片与电阻滑片接触的位置发生变化，电连接端之间的电阻值发生，以输出相应的电信号。

6.根据权利要求5所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述的电阻滑片为二个，包括上电阻滑片和下电阻滑片，所述的电接片为二个，包括与上电阻滑片相对应的上电接片和与下电阻滑片相对应的下电接片；所述的上电接片与下电接片电性连接；所述的电连接端为二个，包括分别设于上电阻滑片、下电阻滑片同一侧的上电连接端、下电连接端。

7.根据权利要求6所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述的上电阻滑片、下电阻滑片均以所述摆杆的上端枢接中心为圆心的圆弧形状。

8.根据权利要求5所述的一种手动变速器的操控手柄，其特征在于，所述的壳体包括底壳及与底壳可拆式联接的面壳；所述电接片设于摆杆近于底壳的一侧；所述摆杆近于面壳的另一侧设有滚轮，所述面壳的内侧设有与滚轮相对应的导向滑板。

9.离合信号检测方法，包括离合器分离控制信号检测方法和/或离合器闭合控制信号检测方法；

所述离合器分离控制信号检测方法采用权利要求1至8任一项所述操控手柄，至少二个开关同时产生触发信号时，输出离合控制信号；产生触发信号的开关位于操控本体的二个相对立的侧边，或，位于操控本体的二个相对立的侧边和顶部，又或，位于操控本体的顶部和一个侧边，又或，位于操控本体的三个侧边，又或，位于操控本体的四个侧边；

所述离合器闭合控制信号检测方法采用权利要求1至8任一项所述操控手柄，先通过示教步骤，在操纵杆切换至各个档位时，通过角度传感器的检测，采集并存储在该档位时的档位角度信号；工作过程中，当操纵杆发生切换时，角度传感器所采集到的信号与存储的任一档位角度信号相匹配时，输出离合器闭合控制信号。

10.权利要求9所述的离合信号检测方法，其特征在于，所述的操控手柄采用带有一开口的腔体结构，该腔体采用弹性变形材料为本体，通过套合的方式固定于操纵杆的上端；或者，所述的操控手柄为一球形的操控手握部，与操纵杆为螺纹联接；或者，所述的操控手柄与操纵杆为一体式结构。