CN109307062A - 用于车辆自动换挡的装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种用于车辆自动换挡的装置，其可以包括：旋转轴，其连接至输出轴以与输出轴一起旋转；第一连接构件，所述第一连接构件的每一个具有与设置在旋转轴上的第一连杆铰接的第一端部以及设置有离心重块的第二端部，该第二端部根据旋转轴的旋转速度在离心力的作用下围绕所述第一端部枢转；第二连接构件，所述第二连接构件的每一个具有与第一连接构件的中部铰接的第一端部以及与设置在旋转轴上的第二连杆铰接的第二端部；滑动件，其设置在所述旋转轴上以联接至所述第一连杆和所述第二连杆中的任意一个，并且在所述旋转轴的轴向方向上滑动；以及换挡拨叉，其连接至所述滑动件，以根据所述滑动件的位置使同步器与挡位齿轮接合。

Description

用于车辆自动换挡的装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆自动换挡的装置，更具体地，本发明涉及这样一种用于车辆自动换挡的装置，其允许机械换挡而不用单独的电气电子控制。
背景技术
通常，在设置有自动变速器的车辆中，基于预定的换挡模式自动地进行换挡。
即，基于换挡模式根据车辆速度以及加速踏板的踏板力来控制多个同步器的操作，从而变换到期望的挡位。
然而，为了所述目的，需要用于检测车辆速度的车速检测器、APS以及基于上述数据根据换挡模式来整体地控制这些同步器的控制器。
公开于本发明的背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种用于车辆自动换挡的装置，所述用于车辆自动换挡的装置允许根据车辆的速度通过机械操作来进行自动换挡，而无需用于换挡的电子控制。
根据本发明的示例性实施方案，提供了一种用于车辆自动换挡的装置，所述装置包括：旋转轴，其连接到输出轴以与输出轴一起旋转；第一连接构件，所述第一连接构件的每一个具有与设置在旋转轴上的第一连杆铰接的第一端部以及设置有离心重块的第二端部，该第二端部根据旋转轴的旋转速度在离心力的作用下围绕所述第一端部枢转；第二连接构件，所述第二连接构件的每一个具有与第一连接构件的中部铰接的第一端部以及与设置在旋转轴上的第二连杆铰接的第二端部；滑动件，所述滑动件设置在所述旋转轴上以联接至所述第一连杆和所述第二连杆中的任意一个，并且在所述旋转轴的轴向方向上滑动；以及换挡拨叉，所述换挡拨叉连接至所述滑动件，以根据所述滑动件的位置使同步器与挡位齿轮接合。
所述第一连杆和所述第二连杆中的任意一个可以联接至所述滑动件从而能够在所述旋转轴的轴向方向上滑动，所述第一连杆和所述第二连杆中的另一个可以固定在所述旋转轴上。
所述用于车辆自动换挡的装置可以进一步包括压缩弹簧，所述压缩弹簧设置在所述旋转轴上并且具有分别固定至第一连杆和第二连杆的两个端部，以施加弹力。
所述用于车辆自动换挡的装置可以进一步包括膜片弹簧，所述膜片弹簧设置在所述旋转轴上并且联接至所述滑动件，从而根据所述滑动件的位置在所述旋转轴的轴向方向上向第一侧或第二侧施加弹力。
当所述旋转轴的旋转速度达到预定速度时，所述膜片弹簧可以改变其施加弹力的方向，并且所述换挡拨叉可以连接至所述滑动件，从而在所述膜片弹簧施加弹力的方向改变时开始将同步器与挡位齿轮接合。
所述换挡拨叉可以固定至所述滑动件以与所述滑动件一起滑动。
所述换挡拨叉可以设置为与所述滑动件的端部进行接触，从而由滑动件的运动推动所述换挡拨叉，使得所述换挡拨叉垂直于所述滑动件移动以使同步器与挡位齿轮接合。
本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1和图2是显示了根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置的操作的视图；
图3是显示了根据本发明示例性实施方案的根据膜片弹簧的形变量的换挡进程的曲线图；
图4是简略地显示了变速器的结构的视图，该变速器设置有根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置；
图5和图6是根据本发明另一示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置的视图。
应当理解的是，附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记指代本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替代形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图1和图2是显示了根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置的操作的视图；图3是显示了根据本发明示例性实施方案的根据膜片弹簧的形变量的换挡进程的曲线图；图4是简略地显示了变速器的结构的视图，该变速器设置有根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置。
首先参考图1，图2和图4，用于车辆自动换挡的装置包括：旋转轴10、第一连接构件20、第二连接构件30、滑动件40以及换挡拨叉50；所述旋转轴10连接至输出轴OS以与所述输出轴OS一起旋转；所述第一连接构件20的每一个具有与设置在旋转轴10上的第一连杆13铰接的第一端部以及设置有离心重块23的第二端部，该第二端部根据旋转轴10的旋转速度在离心力的作用下围绕所述第一端部枢转；所述第二连接构件30的每一个具有与第一连接构件20的中部铰接的第一端部以及与设置在旋转轴10上的第二连杆15铰接的第二端部；所述滑动件40设置在所述旋转轴10上以联接至所述第一连杆13和所述第二连杆15中的任意一个，并且所述滑动件40在所述旋转轴10的轴向方向上滑动；所述换挡拨叉50连接至所述滑动件40，从而根据所述滑动件40的位置使同步器SL与挡位齿轮接合。
也就是说，根据本发明的示例性实施方案，所述换挡拨叉50使所述同步器SL移动从而使得所述同步器SL与挡位齿轮G2接合或者从挡位齿轮G2脱离，由换挡拨叉50引起的同步器SL的运动取决于旋转轴10的旋转速度。
更具体地，围绕第一连杆13枢转的第一连接构件20设置在旋转轴10上，而离心重块23形成在第一连接构件20上以最大化由旋转轴10的旋转所产生的离心力。
因此，随着旋转轴10的旋转速度的增加，所述第一连接构件20由更强的离心力来枢转，这使得离心重块23向上移动。
根据本发明的示例性实施方案，第二连接构件30设置为将第一连接构件20的中部和设置在旋转轴10上的第二连杆15彼此连接，使得当第一连接构件20枢转时，第二连接构件30和第一连接构件20一起移动。
所述第一连杆13和所述第二连杆15的任意一个可以联接至滑动件40从而能够在旋转轴10的轴向方向上滑动，并且所述第一连杆13和所述第二连杆15的另一个可以固定在所述旋转轴10上。
图1和图2显示了第一连杆13固定至旋转轴10而第二连杆15联接至滑动件40以在旋转轴10上可滑动的示例性实施方案。
如图1所示，当旋转轴10的旋转速度较慢时，施加到第一连接构件20的离心力较小，使得第二连杆15在滑动的同时保持在较低的位置。在这种情况下，连接至滑动件40的换挡拨叉50使所述同步器保持从挡位齿轮脱离。
如图2所示，当旋转轴10的旋转速度增加时，第一连接构件20在离心力的作用下围绕固定的第一连杆13枢转，并且第二连接构件30向第二连杆15传递向上的力。因此，联接至第二连杆15的滑动件40和换挡拨叉50移动，并且所述同步器通过换挡拨叉50的运动而与挡位齿轮接合。
因此，当旋转轴10的旋转速度增加而到达特定速度或者更高速度时，换挡拨叉50自动移动以执行换高速挡，从而能够根据车辆的速度自动地换挡而无需特定的电子控制。
滑动件40可以包括围绕旋转轴10的多个环并且能够轴向地移动，或者可以是单个柱状体。也就是说，滑动件40的形状可以根据设计者或车辆以不同的方式变化，并且可以不局限于某个特定的形状。
更具体地，根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置可以进一步包括压缩弹簧60，所述压缩弹簧60设置在旋转轴10上并且具有分别固定到第一连杆13和第二连杆15的两个端部以施加弹力。
即，压缩弹簧60在第一连杆13和第二连杆15之间保持预定间隔，当第一连接构件20在离心力的作用下枢转时，所述压缩弹簧60通过移动的滑动件40的运动而被压缩，其中，换挡拨叉50移动以进行操作。
相应地，当不向第一连接构件20施加离心力时，压缩弹簧60在第一连杆13和第二连杆15之间施加弹力，从而避免在较低车速时换挡到较高的挡位。所以，能够提高换挡的可靠性。
而且，可以根据设计者或车辆来改变压缩弹簧60的弹性强度，从而能够多方面地确定换挡的时间点。
根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置可以进一步包括膜片弹簧70，所述膜片弹簧70设置在旋转轴10上并且联接至滑动件40从而根据滑动件40的位置在旋转轴10的轴向方向上向一侧或者另一侧施加弹力。
膜片弹簧70可以具有联接到滑动件40的第一端部和固定至包括壳体的部件的第二端部，其中所述膜片弹簧70和旋转轴10一起旋转而不轴向移动。
即，膜片弹簧70联接至滑动件40。当旋转轴10的旋转速度较慢时，如图1所示，膜片弹簧70可以施加弹力，使得滑动件40在第一连接构件20返回到初始状态的方向上移动。
当旋转轴10的旋转速度增加并且滑动件40在施加到第一连接构件20的离心力的作用下移动到特定位置时，膜片弹簧70倾转并且弹力施加的方向如图2所示改变。因此，移动滑动件40所需的作用载荷减小，从而换挡拨叉50移动并且换挡拨叉50能够容易地使所述同步器与挡位齿轮接合。
当旋转轴10的旋转速度到达预定速度时，膜片弹簧70改变其施加弹力的方向，并且换挡拨叉50能够联接到滑动件40从而当膜片弹簧70施加弹力的方向改变时开始将所述同步器与挡位齿轮接合。
也就是说，如图3所示，在旋转轴10产生的离心力的作用下，施加到换挡拨叉50的作用载荷越大，膜片弹簧70的形变量就越大，并且当所述形变量达到特定量时，膜片弹簧70倾转并且相对于作用载荷的形变量快速地增加，从而执行换挡。当膜片弹簧70倾转时，所述同步器的套筒开始与挡位齿轮接合，使得所述同步器能够在膜片弹簧70的弹力的作用下更加容易地与挡位齿轮接合。
如图1，图2和图4所示，在根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置中，换挡拨叉50固定至滑动件40以与滑动件40一起滑动。
图5和图6是显示了根据本发明另一示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置的视图。
首先，在图5所示的示例性实施方案中，第一连杆13联接至换挡拨叉50从而能够在旋转轴10上滑动，并且第二连杆15固定至旋转轴10。
因此，当第一连接构件20在离心力的作用下枢转时，第一连杆13在旋转轴10上向上移动并且换挡拨叉50也移动，从而执行换挡。
如图6所示，在根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置中，换挡拨叉50设置为与滑动件40的一个端部进行接触，从而由滑动件40的运动推动换挡拨叉50，并且所述换挡拨叉50垂直于滑动件40移动以使同步器与挡位齿轮接合。
即，当滑动件40移动并且推动换挡拨叉50时，所述换挡拨叉50垂直于滑动件40移动，使得本发明能够以不同的形式应用到车辆。
参考图4，将根据本发明示例性实施方案的用于车辆自动换挡的装置应用到设置有双离合变速装置(Dual Clutch Transmission,DCT)的车辆，其中，第一输入轴IS1和输出轴OS可连续地连接至第一齿轮组G1，第二输入轴IS2和输出轴OS可以根据同步器SL的操作通过第二齿轮组G2选择性地可连接。第一输入轴IS1和第二输入轴IS2分别通过第一离合器CL1和第二离合器CL2选择性地可连接至发动机或电机。
在这样的构造中，换挡拨叉50可以根据旋转轴10的旋转速度通过与同步器SL接合来使同步器SL与第二齿轮组G2的从动齿轮接合。所述第二齿轮组G2的从动齿轮设置为挡位齿轮。
根据具有上述结构的用于车辆自动换挡的装置，能够根据车速自动地、机械地换挡，甚至不使用单独的控制器。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上方”、“下方”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“前”、“后”、“背”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在穷尽本发明，或将本发明限定为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同替代形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
尽管参考附图中所示的具体示例性实施方案对本发明进行了描述，但是在不脱离由后续权利要求所描述的本发明的范围的情况下，本发明可以以多种方式地改变和修改，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (7)

1.一种用于车辆自动换挡的装置，所述装置包括：
旋转轴，其连接至输出轴以与输出轴一起旋转；
第一连接构件，所述第一连接构件的每一个具有与设置在旋转轴上的第一连杆铰接的第一端部以及设置有离心重块的第二端部，该第二端部根据旋转轴的旋转速度在离心力的作用下围绕所述第一端部枢转；
第二连接构件，所述第二连接构件的每一个具有与第一连接构件的中部铰接的第一端部以及与设置在旋转轴上的第二连杆铰接的第二端部；
滑动件，其设置在所述旋转轴上以联接至所述第一连杆和所述第二连杆中的一个，并且在所述旋转轴的轴向方向上滑动；以及
换挡拨叉，其连接至所述滑动件，以根据所述滑动件的位置使同步器与挡位齿轮接合。
2.根据权利要求1所述的用于车辆自动换挡的装置，其中，所述第一连杆和所述第二连杆中的一个联接至所述滑动件以在所述旋转轴的轴向方向上滑动，所述第一连杆和所述第二连杆中的另一个固定在所述旋转轴上。
3.根据权利要求1所述的用于车辆自动换挡的装置，进一步包括压缩弹性构件，所述压缩弹性构件设置在所述旋转轴上并且包括分别固定至第一连杆和第二连杆的第一端部和第二端部，以施加弹力。
4.根据权利要求3所述的用于车辆自动换挡的装置，进一步包括膜片弹性构件，所述膜片弹性构件设置在所述旋转轴上并且联接至所述滑动件，从而根据所述滑动件的位置在所述旋转轴的轴向方向上向第一侧或第二侧施加弹力。
5.根据权利要求4所述的用于车辆自动换挡的装置，其中，当所述旋转轴的旋转速度达到预定速度时，所述膜片弹性构件改变其施加弹力的方向；
所述换挡拨叉连接至所述滑动件，从而在所述膜片弹性构件施加弹力的方向改变时开始将同步器与挡位齿轮接合。
6.根据权利要求1所述的用于车辆自动换挡的装置，其中，所述换挡拨叉固定至所述滑动件以与所述滑动件一起滑动。
7.根据权利要求1所述的用于车辆自动换挡的装置，其中，所述换挡拨叉设置为与所述滑动件的端部进行接触，从而由滑动件的运动推动所述换挡拨叉，使得所述换挡拨叉垂直于所述滑动件移动以使同步器与挡位齿轮接合。
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