CN107781407B - 一种自切换装置的使用方法及机构 - Google Patents

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Abstract

一种自切换装置的使用方法及机构，包括：中央处理单元发出①挡指令的操作方法；中央处理单元发出②挡指令的操作方法；中央处理单元发出③挡指令的操作方法；中央处理单元发出④挡指令的操作方法；中央处理单元发出⑤挡指令的操作方法；所述上述操作方法均包括选挡过程和挂挡过程，切换手动挡过程。本申请实现了实现手动变速器自动切换挡位，同时还能实现手动换挡与自动换挡的自由切换。

Description

一种自切换装置的使用方法及机构
技术领域
本发明属于手动变速器技术领域，具体说是一种自切换装置的使用方法及机构。
背景技术
现代汽车变速器从换挡方式上区分主要采用自动变速器和手动变速器，自动变速器又分为AT、CVT、双离合自动变速器等。自动变速器通过自身设定的程序实时监控车辆行驶时的各项参数，自动选择合适的挡位将动力由发动机传递到车轮，从而降低了驾驶员的操作难度，减轻了劳动强度。但同时由于自动变速器中液力变矩器的存在使得传动系统的传递效率较齿轮传动偏低，造成车辆整体油耗偏高。复杂的控制系统也使得自动变速器的成本较手动变速器高出很多。限于结构的制约，自动变速器所能承受的输入扭矩偏低，不能广泛应用于大型卡车及重型工程机械中去。手动变速器通过驾驶室内的换挡杆操纵变速器内的拨叉，实现挡位的切换。但同时又需要驾驶员熟练的控制离合器、油门以及考虑当前的车速、路况等综合信息才能实现平稳的驾驶，需要驾驶员有较高的驾驶水准，同时操作强度也较大。对于重型卡车的手动变速器，由于挡位数一般都要超过10个，甚至多达18个。而且换挡的同时还要操作一些切换高、中、低速挡位开关，对驾驶员要求更高，更容易产生疲劳。
现有技术中公布号为CN102588585A、名称为一种手动变速器的自动换挡机构的专利申请，是实现了手动变速器自动换挡的装置，能够实现各挡位之间的切换。但是由于整体设计过于趋于概念，没有充分考虑到结构空间、电机扭矩、自动手动模式切换等一些细节问题，如：一、变速器上方的空间较为紧凑，若与选挡轴和换挡轴同轴布置驱动电机，现有空间很难容纳。二、选挡轴及换挡轴处所需的扭矩较大(10N*m)，需要的驱动电机也会很大，不但成本较高，而且空间也不允许。三、此机构将换挡轴与挂挡轴与驱动电机固联，若在行驶中电控系统突发故障，会造成挡位无法退出，危险性较大。四、虽然此机构实现了手动挡变自动挡，但是无法像真正的自动挡汽车一样任意加挡、减挡，自动切换手动模式与自动模式。
发明内容
针对现有技术存在上述缺点和不足，本发明提供了一种自切换装置的使用方法及机构，实现手动变速器自动切换挡位，同时还能实现手动换挡与自动换挡的自由切换。
为实现上述目的，本发明提供了一种自切换装置的使用方法，包括：中央处理单元发出①挡指令的操作方法；
中央处理单元发出②挡指令的操作方法；
中央处理单元发出③挡指令的操作方法；
中央处理单元发出④挡指令的操作方法；
中央处理单元发出⑤挡指令的操作方法；
所述上述操作方法均包括选挡过程和挂挡过程，切换手动挡过程。
进一步的，中央处理单元发出①挡指令的操作方法具体为：
A1：当驾驶员发出汽车前进指令后，中央处理单元发出①挡指令，步进电机Ⅰ旋转带动减速机Ⅰ的减速机Ⅰ输出轴旋转；
A2、自切换装置Ⅰ中的定轴Ⅰ在减速机Ⅰ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅰ在定轴Ⅰ的作用下沿定轴Ⅰ的轴线旋转，限位销Ⅰ旋转一定角度N1时,限位销Ⅰ与开口转轴Ⅰ的开口边缘接触，限位销Ⅰ继续旋转推动开口转轴Ⅰ沿其自身轴线旋转；
A3、摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固联，以开口转轴Ⅰ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅰ推动推杆Ⅰ运动，推杆Ⅰ推动夹持块Ⅰ夹持的选挡拉线运动，当步进电机Ⅰ旋转至P1时完成①挡选挡过程，此时步进电机Ⅰ保持其现有相位不旋转；
A4、步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作旋转，当限位销Ⅱ旋转至M1时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
A5：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转至一定角度Q1时完成①挡挂挡过程。
进一步的，中央处理单元发出②挡指令的操作方法具体为：
B1：当中央处理单元检测到车辆需要升入②挡时，发出②挡指令，步进电机Ⅰ旋转带动减速机Ⅰ的减速机Ⅰ输出轴旋转；
B2、自切换装置Ⅰ中的定轴Ⅰ在减速机Ⅰ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅰ在定轴Ⅰ的作用下沿定轴Ⅰ的轴线旋转，限位销Ⅰ旋转一定角度N2时,限位销Ⅰ与开口转轴Ⅰ的开口边缘接触，限位销Ⅰ继续旋转推动开口转轴Ⅰ沿其自身轴线旋转；
B3、摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固联，以开口转轴Ⅰ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅰ推动推杆Ⅰ运动，推杆Ⅰ推动夹持块Ⅰ夹持的选挡拉线运动，当步进电机Ⅰ旋转至P2时完成②挡选挡过程，此时步进电机Ⅰ保持其现有相位不旋转；
B4、步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作旋转，当限位销Ⅱ旋转至M2时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
B5：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转角度大于H时，完成①挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至Q2时完成②挡挂挡。
进一步的，中央处理单元发出③挡指令的操作方法具体为：
C1：当中央处理单元检测到车辆需要升入③挡时，发出③挡指令，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，完成③挡选挡过程；
C2：步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线旋转，当限位销Ⅱ旋转至M3时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
C3：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过H时，完成②挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至Q3时完成③挂挡。
进一步的，中央处理单元发出④挡指令的操作方法具体为：
D1：当中央处理单元检测到车辆需要升入④挡时，发出④挡指令，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，完成④挡选挡过程；
D2：步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线旋转，当限位销Ⅱ旋转至M4时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
D3：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过H时，完成③挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至Q4时完成④挂挡。
进一步的，中央处理单元发出⑤挡指令的操作方法具体为：
E1:当中央处理单元检测到车辆需要升入⑤挡时，发出⑤挡指令，步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转；
E2:自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线旋转，当限位销Ⅱ旋转至一定角度M5时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
E3:摇杆与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转,此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转至Q5时完成④挡退挡，此时步进电机保持现有相位不旋转；
E4:步进电机Ⅰ旋转带动减速机Ⅰ的减速机Ⅰ输出轴旋转,自切换装置Ⅰ中的定轴Ⅰ在减速机Ⅰ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅰ在定轴Ⅰ的作用下沿定轴的轴线旋转，限位销Ⅰ旋转一定角度N5时,限位销Ⅰ与开口转轴Ⅰ的开口边缘接触，限位销Ⅰ继续旋转推动开口转轴Ⅰ沿其自身轴线旋转；
E5:摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固联，以开口转轴Ⅰ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅰ推动推杆Ⅰ运动，推杆Ⅰ推动夹持块Ⅰ夹持的选挡拉线运动，当步进电机Ⅰ旋转至一定角度P5时完成⑤挡选挡过程，此时步进电机Ⅰ保持其现有相位不旋转；步进电机Ⅱ继续旋转一定角度H1后完成⑤挡挂挡。
更进一步的，上述各个挡位完成挂挡后，均能做如下操作：
当中央处理单元检测到已挂入挡位①后，步进电机Ⅰ立即向相反方向旋转角度P1，使自切换装置Ⅰ处于系统零位；同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q1，使自切换装置Ⅱ11处于系统零位；此时①挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位②后，立即向相反方向旋转角度P2，使自切换装置Ⅰ处于系统零位，同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q2，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时②挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位③后，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，使自切换装置Ⅰ处于系统零位；同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q3，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时③挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位④后，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，使自切换装置Ⅰ处于系统零位；同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q4，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时④挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位⑤后，立即向相反方向旋转角度P5，使自切换装置Ⅰ处于系统零位，同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q5，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时⑤挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡。
本发明还提供了一种自切换装置的机构，包括选挡拉线、挂挡拉线、连杆传动机构Ⅰ、连杆传动机构Ⅱ、自切换装置Ⅰ、自切换装置Ⅱ、中央处理单元；选挡拉线通过连杆传动机构Ⅰ与自切换装置Ⅰ相连，挂挡拉线通过连杆传动机构Ⅱ与自切换装置Ⅱ相连；所述中央处理单元分别与自切换装置Ⅰ、自切换装置Ⅱ相连，选挡拉线上设有夹持块Ⅰ，挂挡拉线上设有夹持块Ⅱ；所述的连杆传动机构Ⅰ包括：推杆Ⅰ和摇杆Ⅰ，所述推杆Ⅰ一端与设置在选挡拉线上的夹持块Ⅰ相连，其另一端与摇杆Ⅰ一端相连，摇杆Ⅰ另一端与自切换装置Ⅰ相连；连杆传动机构Ⅱ包括：推杆Ⅱ和摇杆Ⅱ，所述推杆Ⅱ一端与设置在挂挡拉线上的夹持块Ⅱ相连，其另一端与摇杆Ⅱ一端相连，摇杆Ⅱ另一端与自切换装置Ⅱ相连。
具体的，自切换装置Ⅰ包括：减速机Ⅰ、步进电机Ⅰ、开口转轴Ⅰ、定轴Ⅰ、限位销Ⅰ，所述限位销Ⅰ穿过开口转轴Ⅰ上的开口与定轴Ⅰ固联，定轴Ⅰ还与减速机Ⅰ输出轴相连，所述步进电机Ⅰ与减速机Ⅰ相连；自切换装置Ⅱ包括：减速机Ⅱ、步进电机Ⅱ、开口转轴Ⅱ、定轴Ⅱ、限位销Ⅱ，所述限位销Ⅱ穿过开口转轴Ⅱ上的开口与定轴Ⅱ固联，定轴Ⅱ还与减速机Ⅱ输出轴相连，所述步进电机Ⅱ与减速机Ⅱ相连。
更具体的，开口转轴Ⅰ与定轴Ⅰ同轴装配，并能相对转动；开口转轴Ⅱ与定轴Ⅱ同轴装配，并能相对转动；所述摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固定连接，所述摇杆Ⅱ和开口转轴Ⅱ固定连接。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本申请实现了手动变速器自动换挡、手动挡与自动挡之间的自由切换，手动变速器可以承受高扭矩输出、油耗低、成本低，又有自动变速器的操纵便捷、乘坐舒适等特点。可以应用在所有手动挡车型中，尤其是大型货车上。
附图说明
本发明共有附图3幅：
图1为现有技术中手动变速器操纵机构示意图；
图2为加装手动变速器自动换挡机构结构示意图；
图3为自切换装置Ⅰ结构示意图。
图中序号说明：1、选挡拉线，2、挂挡拉线，3、变速杆，4、夹持块Ⅰ，5、夹持块Ⅱ，6、推杆Ⅰ，7、推杆Ⅱ，8、摇杆Ⅰ，9、摇杆Ⅱ，10、自切换装置Ⅰ，11、自切换装置Ⅱ，12、减速机Ⅰ，13、减速机Ⅱ，14、步进电机Ⅰ，15、步进电机Ⅱ，16、开口转轴Ⅰ，17、限位销Ⅰ，18、定轴Ⅰ，19、减速机Ⅰ输出轴。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
本实施例对挂①挡进行详细说明：
如图1-3所示，当驾驶员发出汽车前进指令后，中央处理单元发出①挡指令，步进电机Ⅰ14旋转带动减速机Ⅰ12的减速机Ⅰ输出轴19旋转，旋转方向为A视角顺时针。自切换装置Ⅰ10中的定轴Ⅰ18在减速机Ⅰ输出轴19的作用下顺时针旋转，限位销Ⅰ17在定轴Ⅰ18的作用下沿定轴18的轴线作顺时针旋转，限位销Ⅰ17旋转20°时,限位销Ⅰ17与开口转轴Ⅰ16的开口边缘接触，限位销Ⅰ17继续顺时针旋转时将推动开口转轴Ⅰ16沿其自身轴线顺时针旋转，摇杆Ⅰ8与开口转轴Ⅰ16固联，以开口转轴Ⅰ16轴线为轴，作顺时针旋转。此时摇杆Ⅰ8推动推杆Ⅰ6沿正Y方向运动，推杆Ⅰ6推动夹持块Ⅰ4夹持的选挡拉线1沿正Y方向运动，当步进电机Ⅰ14旋转至34°时完成①挡选挡过程。此时步进电机Ⅰ14保持其现有相位不旋转。步进电机Ⅱ15带动减速机Ⅱ13的减速机Ⅱ输出轴旋转，旋转方向为A视角逆时针。自切换装置Ⅱ11中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下逆时针旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作逆时针旋转，当限位销Ⅱ旋转至20°时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续逆时针旋转时将推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线逆时针旋转，摇杆Ⅱ9与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴，作逆时针旋转。此时摇杆Ⅱ9推动推杆Ⅱ7沿负Y方向运动，推杆Ⅱ7推动夹持块Ⅱ5夹持的挂挡拉线2沿负Y方向运动，当限位销Ⅱ旋转至34°时完成①挂挡。
当中央处理单元检测到已挂入要求挡位①挡后，步进电机Ⅰ14立即作逆时针旋转34°，自切换装置Ⅰ10处于系统零位。同样步进电机Ⅱ15立即作顺时针旋转，旋转角度为34°，自切换装置Ⅱ11处于系统零位。此时①挡动作执行完毕，驾驶员可以操变速杆3完成手动加减挡，无干涉。
实施例2
本实施例对挂②挡进行详细说明：
如图1-3所示，当中央处理单元检测到车辆需要升入②挡时，发出②挡指令，步进电机Ⅰ14旋转带动减速机Ⅰ12的减速机输出轴19旋转，旋转方向为A视角顺时针。自切换装置Ⅰ10中的定轴Ⅰ18在减速机Ⅰ输出轴19的作用下顺时针旋转，限位销Ⅰ17在定轴Ⅰ18的作用下沿定轴18的轴线作顺时针旋转，时限位销Ⅰ17旋转20°时,限位销Ⅰ17与开口转轴Ⅰ16的开口边缘接触，限位销Ⅰ17继续顺时针旋转时将对动开口转轴Ⅰ16沿其自身轴线顺时针旋转，摇杆Ⅰ8与开口转轴Ⅰ16固联，以开口转轴Ⅰ16轴线为轴，作顺时针旋转。此时摇杆Ⅰ8推动推杆Ⅰ6沿正Y方向运动，推杆Ⅰ6推动夹持块Ⅰ4夹持的选挡拉线1沿正Y方向运动，当步进电机Ⅰ14旋转至34°时完成②挡选挡过程。此时步进电机Ⅰ14保持其现有相位不旋转。步进电机Ⅱ15带动减速机Ⅱ13的减速机Ⅱ输出轴旋转，旋转方向为A视角顺时针。自切换装置Ⅱ11中的定轴Ⅱ2在减速机Ⅱ输出轴的作用下顺时针旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作顺时针旋转，当限位销Ⅱ旋转至6°时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续顺时针旋转时将推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线顺时针旋转，摇杆Ⅱ9与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴，作顺时针旋转。此时摇杆Ⅱ9推动推杆Ⅱ7沿正Y方向运动，推杆Ⅱ7推动夹持块Ⅱ5夹持的挂挡拉线2沿正Y方向运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过6°时，完成①挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至34°时完成②挡挂挡。
当中央处理单元检测到已挂入要求挡位②挡后，步进电机Ⅰ14立即作逆时针旋转34°，自切换装置Ⅰ10处于系统零位。同样步进电机Ⅱ15立即作逆时针旋转，旋转角度为34°，自切换装置Ⅱ11处于系统零位。此时②挡动作执行完毕，驾驶员可以操变速杆3完成手动加减挡，无干涉。
实施例3
本实施例对挂③挡进行详细说明：
如图1-3所示，当中央处理单元检测到车辆需要升入③挡时，发出③挡指令，步进电机Ⅰ14保持现有相位不变，完成③挡选挡过程；步进电机Ⅱ15带动减速机Ⅱ13的减速机Ⅱ输出轴旋转，旋转方向为A视角逆时针。自切换装置Ⅱ11中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下逆时针旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作逆时针旋转，当限位销Ⅱ旋转至6°时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续逆时针旋转时将推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线逆时针旋转，摇杆Ⅱ9与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴，作逆时针旋转。此时摇杆Ⅱ9推动推杆Ⅱ7沿负Y方向运动，推杆Ⅱ7推动夹持块Ⅱ5夹持的挂挡拉线2沿负Y方向运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过6°时，完成②挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至34°时完成③挂挡。
当中央处理单元检测到已挂入要求挡位③挡后，步进电机Ⅰ14保持现有相位不变，自切换装置Ⅰ10处于系统零位。同样步进电机Ⅱ15立即作顺时针旋转，旋转角度为34°，自切换装置Ⅱ11处于系统零位。此时③挡动作执行完毕，驾驶员可以操变速杆3完成手动加减挡，无干涉。
实施例4
本实施例对挂④挡进行详细说明：
如图1-3所示，当中央处理单元检测到车辆需要升入④挡时，发出④挡指令，步进电机Ⅰ14保持现有相位不变，完成④挡选挡过程；步进电机Ⅱ15带动减速机Ⅱ13的减速机Ⅱ输出轴旋转，旋转方向为A视角顺时针。自切换装置Ⅱ11中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下顺时针旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作顺时针旋转，当限位销Ⅱ旋转至6°时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续顺时针旋转时将推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线顺时针旋转，摇杆Ⅱ9与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴，作顺时针旋转。此时摇杆Ⅱ9推动推杆Ⅱ7沿正Y方向运动，推杆Ⅱ7推动夹持块Ⅱ5夹持的挂挡拉线2沿正Y方向运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过6°时，完成③挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至34°时完成④挂挡。
当中央处理单元检测到已挂入要求挡位④挡后，步进电机Ⅰ14保持现有相位不变，自切换装置Ⅰ10处于系统零位。同样步进电机Ⅱ15立即作逆时针旋转，旋转角度为34°，自切换装置Ⅱ11处于系统零位。此时④挡动作执行完毕，此时驾驶员可以操变速杆3完成手动加减挡，无干涉。
实施例5
本实施例对挂⑤挡进行详细说明：
如图1-3所示，当中央处理单元检测到车辆需要升入⑤挡时，发出⑤挡指令，步进电机Ⅱ15带动减速机Ⅱ13的减速机Ⅱ输出轴旋转，旋转方向为A视角逆时针。自切换装置Ⅱ11中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下逆时针旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作逆时针旋转，当限位销Ⅱ旋转至6°时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续逆时针旋转时将推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线逆时针旋转，摇杆Ⅱ9与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴，作逆时针旋转。此时摇杆Ⅱ9推动推杆Ⅱ7沿负Y方向运动，推杆Ⅱ7推动夹持块Ⅱ5夹持的挂挡拉线2沿负Y方向运动，当限位销Ⅱ旋转至20°时完成④挡退挡，此时步进电机保持现有相位不旋转。步进电机Ⅰ14旋转带动减速机Ⅰ12的减速机输出轴19旋转，旋转方向为A视角逆时针。自切换装置Ⅰ10中的定轴Ⅰ18在减速机Ⅰ输出轴19的作用下逆时针旋转，限位销Ⅰ17在定轴Ⅰ18的作用下沿定轴18的轴线作逆时针旋转，限位销Ⅰ17旋转20°时,限位销Ⅰ17与开口转轴Ⅰ16的开口边缘接触，限位销Ⅰ17继续逆时针旋转时将对动开口转轴Ⅰ16沿其自身轴线顺时针旋转，摇杆Ⅰ8与开口转轴Ⅰ16固联，以开口转轴Ⅰ16轴线为轴，作顺时针旋转。此时摇杆Ⅰ8推动推杆Ⅰ6沿负Y方向运动，推杆Ⅰ6推动夹持块Ⅰ4夹持的选挡拉线1沿负Y方向运动，当步进电机Ⅰ14旋转至34°时完成⑤挡选挡过程。此时步进电机Ⅰ14保持其现有相位不旋转。步进电机Ⅱ15继续逆时针旋转14°后完成⑤挡挂挡。
当中央处理单元检测到已挂入要求挡位⑤挡后，步进电机Ⅰ14立即作顺时针旋转34°，自切换装置Ⅰ10处于系统零位。同样步进电机Ⅱ15立即作顺时针旋转，旋转角度为34°，自切换装置Ⅱ11处于系统零位。此时⑤挡动作执行完毕，驾驶员可以操变速杆3完成手动加减挡，无干涉。
实施例6
一种自切换装置的使用方法，包括：选挡拉线1、挂挡拉线2、连杆传动机构Ⅰ、连杆传动机构Ⅱ、自切换装置Ⅰ10、自切换装置Ⅱ11、车载车载中央处理单元；选挡拉线1通过连杆传动机构Ⅰ与自切换装置Ⅰ10相连，挂挡拉线2通过连杆传动机构Ⅱ与自切换装置Ⅱ11相连，车载车载中央处理单元通过电源线和信号线与步进电机Ⅰ14、步进电机Ⅱ15相连，选挡拉线1上设有夹持块Ⅰ4，挂挡拉线2上设有夹持块Ⅱ5；
所述的连杆传动机构Ⅰ包括：推杆Ⅰ6和摇杆Ⅰ8，所述推杆Ⅰ6一端与设置在选挡拉线1上的夹持块Ⅰ4相连，其另一端与摇杆Ⅰ8一端相连，摇杆Ⅰ8另一端与自切换装置Ⅰ10相连。连杆传动机构Ⅱ包括：推杆Ⅱ7和摇杆Ⅱ9，所述推杆Ⅱ7一端与设置在挂挡拉线2上的夹持块Ⅱ5相连，其另一端与摇杆Ⅱ9一端相连，摇杆Ⅱ9另一端与自切换装置Ⅱ11相连。
自切换装置Ⅰ10包括：减速机Ⅰ12、步进电机Ⅰ14、开口转轴Ⅰ18、定轴Ⅰ16、限位销Ⅰ17，所述限位销Ⅰ17穿过开口转轴Ⅰ18上的开口与定轴Ⅰ16固联，定轴Ⅰ16还与减速机Ⅰ输出轴19相连，所述步进电机Ⅰ14与减速机Ⅰ12相连。自切换装置Ⅱ11包括：减速机Ⅱ13、步进电机Ⅱ15、开口转轴Ⅱ、定轴Ⅱ、限位销Ⅱ，所述限位销Ⅱ穿过开口转轴Ⅱ上的开口与定轴Ⅱ固联，定轴Ⅱ还与减速机Ⅱ13输出轴相连，所述步进电机Ⅱ15与减速机Ⅱ13相连。
开口转轴Ⅰ18与定轴Ⅰ16同轴装配，并能相对转动；开口转轴Ⅱ与定轴Ⅱ同轴装配，并能相对转动。所述摇杆Ⅰ8与开口转轴Ⅰ18固定连接，所述摇杆Ⅱ9和开口转轴Ⅱ固定连接。
本申请实现了每次换挡完成后变速杆都是完全自由的，不受加装机构运动限制，可以随时手动切换任何挡位，实现了自动挡切换手动挡。由于开口转轴Ⅰ18、Ⅱ的存在，让整个系统有一定的自由位移量，正好抵消掉了手动模式时整个机构的运动干涉，所以不仅实现可以在自动挡模式下的各挡位切换，也实现了自动挡与手动挡的自由切换。现有技术只可以实现手动变速器变成自动变速器，无法实现手动模式与自动模式间的互相切换。当车辆遭遇故障或者危险需要紧急切换挡位时现有技术将无法实现，本发明专利可以实现。另，由于本发明中加入的减速机与连杆结构，使步进电机的扭矩与转速都可以大大降低，有利于成本的控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自切换装置的使用方法，其特征在于，包括：
中央处理单元发出①挡指令的操作方法；
中央处理单元发出②挡指令的操作方法；
中央处理单元发出③挡指令的操作方法；
中央处理单元发出④挡指令的操作方法；
中央处理单元发出⑤挡指令的操作方法；
上述操作方法均包括选挡过程和挂挡过程，切换手动挡过程；
中央处理单元发出①挡指令的操作方法具体为：
A1：当驾驶员发出汽车前进指令后，中央处理单元发出①挡指令，步进电机Ⅰ旋转带动减速机Ⅰ的减速机Ⅰ输出轴旋转；
A2、自切换装置Ⅰ中的定轴Ⅰ在减速机Ⅰ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅰ在定轴Ⅰ的作用下沿定轴Ⅰ的轴线旋转，限位销Ⅰ旋转一定角度N1时,限位销Ⅰ与开口转轴Ⅰ的开口边缘接触，限位销Ⅰ继续旋转推动开口转轴Ⅰ沿其自身轴线旋转；
A3、摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固联，以开口转轴Ⅰ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅰ推动推杆Ⅰ运动，推杆Ⅰ推动夹持块Ⅰ夹持的选挡拉线运动，当步进电机Ⅰ旋转至P1时完成①挡选挡过程，此时步进电机Ⅰ保持其现有相位不旋转；
A4、步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作旋转，当限位销Ⅱ旋转至M1时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
A5：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转至一定角度Q1时完成①挡挂挡过程；
中央处理单元发出②挡指令的操作方法具体为：
B1：当中央处理单元检测到车辆需要升入②挡时，发出②挡指令，步进电机Ⅰ旋转带动减速机Ⅰ的减速机Ⅰ输出轴旋转；
B2、自切换装置Ⅰ中的定轴Ⅰ在减速机Ⅰ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅰ在定轴Ⅰ的作用下沿定轴Ⅰ的轴线旋转，限位销Ⅰ旋转一定角度N2时,限位销Ⅰ与开口转轴Ⅰ的开口边缘接触，限位销Ⅰ继续旋转推动开口转轴Ⅰ沿其自身轴线旋转；
B3、摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固联，以开口转轴Ⅰ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅰ推动推杆Ⅰ运动，推杆Ⅰ推动夹持块Ⅰ夹持的选挡拉线运动，当步进电机Ⅰ旋转至P2时完成②挡选挡过程，此时步进电机Ⅰ保持其现有相位不旋转；
B4、步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线作旋转，当限位销Ⅱ旋转至M2时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
B5：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转角度大于H时，完成①挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至Q2时完成②挡挂挡；
中央处理单元发出③挡指令的操作方法具体为：
C1：当中央处理单元检测到车辆需要升入③挡时，发出③挡指令，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，完成③挡选挡过程；
C2：步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线旋转，当限位销Ⅱ旋转至M3时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
C3：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过H时，完成②挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至Q3时完成③挂挡；
中央处理单元发出④挡指令的操作方法具体为：
D1：当中央处理单元检测到车辆需要升入④挡时，发出④挡指令，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，完成④挡选挡过程；
D2：步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转，自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线旋转，当限位销Ⅱ旋转至M4时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
D3：摇杆Ⅱ与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转角度超过H时，完成③挡退挡，当限位销Ⅱ继续旋转至Q4时完成④挂挡；
中央处理单元发出⑤挡指令的操作方法具体为：
E1:当中央处理单元检测到车辆需要升入⑤挡时，发出⑤挡指令，步进电机Ⅱ带动减速机Ⅱ的减速机Ⅱ输出轴旋转；
E2:自切换装置Ⅱ中的定轴Ⅱ在减速机Ⅱ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅱ在定轴Ⅱ的作用下沿定轴Ⅱ的轴线旋转，当限位销Ⅱ旋转至一定角度M5时与开口转轴Ⅱ的开口边缘接触，限位销Ⅱ继续旋转推动开口转轴Ⅱ沿其自身轴线旋转；
E3:摇杆与开口转轴Ⅱ固联，以开口转轴Ⅱ轴线为轴旋转,此时摇杆Ⅱ推动推杆Ⅱ运动，推杆Ⅱ推动夹持块Ⅱ夹持的挂挡拉线运动，当限位销Ⅱ旋转至Q5时完成④挡退挡，此时步进电机保持现有相位不旋转；
E4:步进电机Ⅰ旋转带动减速机Ⅰ的减速机Ⅰ输出轴旋转,自切换装置Ⅰ中的定轴Ⅰ在减速机Ⅰ输出轴的作用下旋转，限位销Ⅰ在定轴Ⅰ的作用下沿定轴的轴线旋转，限位销Ⅰ旋转一定角度N5时,限位销Ⅰ与开口转轴Ⅰ的开口边缘接触，限位销Ⅰ继续旋转推动开口转轴Ⅰ沿其自身轴线旋转；
E5:摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固联，以开口转轴Ⅰ轴线为轴旋转，此时摇杆Ⅰ推动推杆Ⅰ运动，推杆Ⅰ推动夹持块Ⅰ夹持的选挡拉线运动，当步进电机Ⅰ旋转至一定角度P5时完成⑤挡选挡过程，此时步进电机Ⅰ保持其现有相位不旋转；步进电机Ⅱ继续旋转一定角度H1后完成⑤挡挂挡；
每个挡位完成挂挡后，均能做如下操作：
当中央处理单元检测到已挂入挡位①后，步进电机Ⅰ立即向相反方向旋转角度P1，使自切换装置Ⅰ处于系统零位；同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q1，使自切换装置Ⅱ11处于系统零位；此时①挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位②后，立即向相反方向旋转角度P2，使自切换装置Ⅰ处于系统零位，同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q2，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时②挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位③后，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，使自切换装置Ⅰ处于系统零位；同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q3，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时③挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位④后，步进电机Ⅰ保持现有相位不变，使自切换装置Ⅰ处于系统零位；同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q4，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时④挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡；
当中央处理单元检测到已挂入挡位⑤后，立即向相反方向旋转角度P5，使自切换装置Ⅰ处于系统零位，同样步进电机Ⅱ立即向相反方向旋转，旋转角度为Q5，使自切换装置Ⅱ处于系统零位；此时⑤挡动作执行完毕，驾驶员操纵变速杆完成手动加减挡。
2.一种自切换装置的机构，其特征在于，包括选挡拉线、挂挡拉线、连杆传动机构Ⅰ、连杆传动机构Ⅱ、自切换装置Ⅰ、自切换装置Ⅱ、中央处理单元；选挡拉线通过连杆传动机构Ⅰ与自切换装置Ⅰ相连，挂挡拉线通过连杆传动机构Ⅱ与自切换装置Ⅱ相连；所述中央处理单元分别与自切换装置Ⅰ、自切换装置Ⅱ相连，选挡拉线上设有夹持块Ⅰ，挂挡拉线上设有夹持块Ⅱ；所述的连杆传动机构Ⅰ包括：推杆Ⅰ和摇杆Ⅰ，所述推杆Ⅰ一端与设置在选挡拉线上的夹持块Ⅰ相连，其另一端与摇杆Ⅰ一端相连，摇杆Ⅰ另一端与自切换装置Ⅰ相连；连杆传动机构Ⅱ包括：推杆Ⅱ和摇杆Ⅱ，所述推杆Ⅱ一端与设置在挂挡拉线上的夹持块Ⅱ相连，其另一端与摇杆Ⅱ一端相连，摇杆Ⅱ另一端与自切换装置Ⅱ相连；
自切换装置Ⅰ包括：减速机Ⅰ、步进电机Ⅰ、开口转轴Ⅰ、定轴Ⅰ、限位销Ⅰ，所述限位销Ⅰ穿过开口转轴Ⅰ上的开口与定轴Ⅰ固联，定轴Ⅰ还与减速机Ⅰ输出轴相连，所述步进电机Ⅰ与减速机Ⅰ相连；自切换装置Ⅱ包括：减速机Ⅱ、步进电机Ⅱ、开口转轴Ⅱ、定轴Ⅱ、限位销Ⅱ，所述限位销Ⅱ穿过开口转轴Ⅱ上的开口与定轴Ⅱ固联，定轴Ⅱ还与减速机Ⅱ输出轴相连，所述步进电机Ⅱ与减速机Ⅱ相连。
3.根据权利要求2所述一种自切换装置的机构，其特征在于，开口转轴Ⅰ与定轴Ⅰ同轴装配，并能相对转动；开口转轴Ⅱ与定轴Ⅱ同轴装配，并能相对转动；所述摇杆Ⅰ与开口转轴Ⅰ固定连接，所述摇杆Ⅱ和开口转轴Ⅱ固定连接。
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