CN108612844A - 一种手动变速器的自动换挡机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种手动变速器的自动换挡机构，包括若干拨叉轴、换挡杆、摆动臂、转动杆及丝杆；所述丝杆通过两摆动臂与转动杆相连，所述丝杆上设有与之相配合的能够左右滑动的长方体状滑块；所述丝杆的上方还设有固定板，此固定板的两端分别与相应的摆动臂固定连接，所述滑块的顶面与固定板的底面间呈平面接触；每根拨叉轴的左端均固定有轴槽，初始状态下各轴槽相互接触连接形成换档槽；所述换挡杆的顶端与滑块相连，底端伸入到换档槽内；所述转动杆与第一驱动机构相连，所述丝杆与第二驱动机构相连。本发明实现了自动换档功能，结构简单，占用空间较小，反应迅速，具有很大的市场推广价值。

Description

一种手动变速器的自动换挡机构
技术领域
本发明涉及变速器换挡技术领域，尤其涉及一种手动变速器的自动换挡机构。
背景技术
汽车变速器大体上可以分为手动变速器和自动变速器两种，手动变速器存在换挡操作繁琐的问题，而自动变速器又存在结构复杂、造价昂贵的缺陷。公开(公告)号为CN104847888A的中国专利文献公开了一种手动变速器自动换选挡装置，包括：换挡机构、选挡机构、气阀组和电气控制机构，换选挡机构均采用可调位置的多气缸串联结构，其气缸等构件数量众多，相对来说还是存在结构较为复杂的问题。公开(公告)号为CN101691888的中国专利文献公开了一种基于手动挡汽车的自动换挡装置，该装置包括相互垂直的导轨I和导轨II，其中导轨II通过滑块安装于导轨I上可沿导轨I方向运动，通过安装于导轨II上的两个液压缸和安装于导轨I上的另两个液压缸，实现换挡操纵杆上、下、左、右运动，进而根据车速变化利用控制油路实现自动换挡。虽然液压传动元件具有尺寸小、安装方便的特点，但是相互垂直导轨的设计必然会造成换挡装置整体占用空间的扩大，这对有限的汽车驾驶空间来说是极为不利的，同时液压机构复杂，需要单独设计专门的液压元件，作用时间相对迟缓，容易造成换挡冲击，影响换挡品质。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种手动变速器的自动换挡机构，解决了现有技术中存在的结构相对复杂、安装所需空间较大、换挡迟缓的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种手动变速器的自动换挡机构，包括若干拨叉轴，每根拨叉轴上均设有拨叉，还包括换挡杆、摆动臂、转动杆及丝杆；所述丝杆通过两摆动臂与转动杆相连，丝杆与转动杆相互平行，所述丝杆上设有与之相配合的能够左右滑动的长方体状滑块；所述丝杆的上方还设有固定板，此固定板的两端分别与相应的摆动臂固定连接，所述滑块的顶面与固定板的底面间呈平面接触；每根拨叉轴的左端均固定有轴槽，初始状态下各轴槽相互接触连接形成换档槽；所述换挡杆的顶端与滑块相连，底端伸入到换档槽内；所述转动杆与驱动其转动的第一驱动机构相连，所述丝杆与驱动其转动的第二驱动机构相连。
优选地，所述第一驱动机构及第二驱动机构分别与变速器电子控制单元(ECU)相连。
优选地，所述第一驱动机构由步进电机、第一齿轮、第二齿轮组成，步进电机的转轴与第一齿轮相连，第一齿轮与第二齿轮相互啮合，第二齿轮与所述转动杆固定连接。
优选地，所述第二驱动机构为丝杆步进电机。
优选地，所述换档槽为长方体状。
优选地，所述转动杆上还设有转角传感器。
本发明的有益效果：该换挡机构主要由两个步进电机、两个齿轮、转动杆、丝杆等组成，其结构更加简单，同时不存在相互垂直导轨设计，整个机构占用面积较小，有利于节省汽车驾驶空间，本发明在不改变手动变速器齿轮机构的前提下对传统的手动换档机构进行重新设计，实现了自动换档功能，且反应迅速，具有很大的市场推广价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施例1所提供的一种手动变速器的自动换挡机构的主视结构示意图；
图2是本发明具体实施例1所述换挡杆在换档槽中间位置时的立体结构示意图；
图3是本发明具体实施例1所述换挡杆换到某一档位后的立体结构示意图；
图4是本发明具体实施例1所述换挡杆换到另一档位后的立体结构示意图；
图5是本发明具体实施例1所述换档槽的立体机构示意图；
图6是本发明具体实施例2所提供的一种手动变速器的自动换挡机构的系统控制原理示意图；
图7a是换挡杆在换档槽中间时的侧式结构示意图；
图7b是换挡杆在换档槽右侧时的侧式结构示意图；
图7c是换挡杆在换档槽左侧时的侧式结构示意图；
图8a是滑块带动换挡杆向左移动时的结构示意图；
图8b是滑块带动换挡杆向右移动时的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对现有技术及本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明的优选具体实施例进行详细说明。
实施例1
参照图1至图5，本发明优选实施例1提供一种手动变速器的自动换挡机构，包括若干拨叉轴1，每根拨叉轴上均设有拨叉2，还包括换挡杆4、摆动臂9、转动杆8及丝杆5；所述丝杆5通过两摆动臂9与转动杆8相连，丝杆5与转动杆8相互平行，所述丝杆5上设有与之相配合的能够左右滑动的长方体状滑块6；所述丝杆5的上方还设有固定板7，此固定板7的两端分别与相应的摆动臂9固定连接，所述滑块6的顶面与固定板7的底面间呈平面接触；每根拨叉轴1的左端均固定有轴槽3，初始状态下各轴槽3相互接触连接形成换档槽；所述换挡杆4的顶端与滑块6相连，底端伸入到换档槽内；所述转动杆8与驱动其转动的第一驱动机构相连，所述丝杆5与驱动其转动的第二驱动机构相连。
具体的，所述第一驱动机构由步进电机13、第一齿轮12、第二齿轮11组成，步进电机13的转轴与第一齿轮12相连，第一齿轮12与第二齿轮13相互啮合，第二齿轮13与所述转动杆8固定连接。
所述第二驱动机构为丝杆电机10。
优选的，如图5所示，所述拨叉轴为三根，分别为第一拨叉轴14、第二拨叉轴16、第三拨叉轴18，第一拨叉轴14的左端固定有第一轴槽15，第二拨叉轴16的左端固定有第二轴槽17，第三拨叉轴18的左端固定有第三轴槽19，第一轴槽15、第二轴槽17、第三轴槽19初始状态下相互接触连接形成长方体状换档槽。
为了便于测定转动杆的转动角度，以更加精确的确定换挡杆摆动角度，所述转动杆上还设有转角传感器(图中未画出)。
使用本发明时，步进电机13按需要正向或反向旋转进而带动齿轮组施加给转动杆一个旋转力，在摆动臂及固定板的摆动作用下促使丝杆机构(丝杆+滑块)连同换档杆一起偏转一个角度，使得换档杆下端选择第一轴槽15、第二轴槽17、第三轴槽19中的某一个轴槽，然后在丝杆电机驱动下丝杆转动，进而滑块移动，进一步带动换档杆移动，以促使相应拨叉轴移动，实现换档(如图3、图4所示)。
实施例2
参照图6，本发明优选实施例2提供一种手动变速器的自动换挡机构，此机构具有同实施例1所述自动换挡机构一样的结构设置，且将所述第一驱动机构(步进电机)及第二驱动机构(丝杆步进电机)分别与变速器电子控制单元(ECU)相连。
该换挡机构原理为：将节气门、车速、刹车、点火开关等基本换档控制信号输入给变速器电子控制单元ECU，计算出变速器所需要的档位，ECU发出控制信号给步进电机(第一驱动机构)，步进电机按需要正向或反向旋转带动减速齿轮组施加给转动杆一个旋转力，促使丝杆机构(丝杆+滑块)连同换档杆一起偏转一个角度，使得换档杆下端选择三根换挡拨叉轴槽中的某一个轴槽，如图7a、图7b及图7c所示。然后电子控制单元ECU给丝杆电机一个启动信号，丝杆正向或反向转动，进而滑块移动，带动换档杆移动，最终促使拨叉轴移动，实现换档，如图8a、图8b所示。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种手动变速器的自动换挡机构，包括若干拨叉轴，每根拨叉轴上均设有拨叉，其特征在于：还包括换挡杆、摆动臂、转动杆及丝杆；所述丝杆通过两摆动臂与转动杆相连，丝杆与转动杆相互平行，所述丝杆上设有与之相配合的能够左右滑动的长方体状滑块；所述丝杆的上方还设有固定板，此固定板的两端分别与相应的摆动臂固定连接，所述滑块的顶面与固定板的底面间呈平面接触；每根拨叉轴的左端均固定有轴槽，初始状态下各轴槽相互接触连接形成换档槽；所述换挡杆的顶端与滑块相连，底端伸入到换档槽内；所述转杆与驱动其转动的第一驱动机构相连，所述丝杆与驱动其转动的第二驱动机构相连。
2.根据权利要求1所述的一种手动变速器的自动换挡机构，其特征在于：所述第一驱动机构及第二驱动机构分别与变速器电子控制单元(ECU)相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种手动变速器的自动换挡机构，其特征在于：所述第一驱动机构由步进电机、第一齿轮、第二齿轮组成，步进电机的转轴与第一齿轮相连，第一齿轮与第二齿轮相互啮合，第二齿轮与所述转动杆固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种手动变速器的自动换挡机构，其特征在于：所述第二驱动机构为丝杆步进电机。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种手动变速器的自动换挡机构，其特征在于：，所述换档槽为长方体状。
6.根据权利要求5所述的一种手动变速器的自动换挡机构，其特征在于：所述转动杆上还设有转角传感器。
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