CN203939975U - 一种汽车变速器换挡操纵机构 - Google Patents

Abstract

一种汽车变速器换挡操纵机构，属于变速器技术领域，它包括拨叉、拨叉轴、换挡凸轮轴、驱动电机组件和位置传感器，所述拨叉轴数量与汽车变速器挡位数量匹配，在拨叉轴上固定装配拨叉，所述拨叉一端与变速器换挡执行机构配装，另一端与换挡凸轮轴配装，所述换挡凸轮轴与驱动电机组件连接，所述驱动电机组件上安装位置传感器。本实用新型具有结构简单、操作方便的特点，它不仅解决了换挡过程中机械零部件间换挡冲击力大的问题，而且保证了换挡位置的准确性，降低了驾驶员的劳动强度，提高了车辆的驾乘舒适性和安全性能。

Description

一种汽车变速器换挡操纵机构

技术领域

本实用新型涉及一种汽车变速器，尤其是一种汽车变速器的换挡操纵机构，属于变速器技术领域。 

背景技术

    汽车变速器按其控制方式可分为手动变速器和自动变速器两大类，其中手动变速器的操纵机构大多为机械式，如附图1所示的一种手动变速器操纵机构，其工作过程为：当驾驶员根据车辆运行条件切换挡位时，手动操作变速杆，拨动换挡销1，再由换挡销带动四连杆机构2动作，使换挡轴3旋转一定角度，从而带动换挡拨块4转动，换挡拨块4驱动对应挡位拨叉轴6上的拨块5轴向移动，通过拨叉轴6上拨叉7驱动换挡执行机构动作，实现挡位切换。由于上述变速器操纵机构在换挡过程中动力传递路线长，机械零部件间换挡冲击力大，影响了车辆的驾乘舒适性；另外，上述变速器操纵机构的换挡过程人为控制，不仅换挡位置准确性难以保证，而且存在驾驶员劳动强度大、易疲劳等缺陷。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构简单、操作方便，既能解决换挡过程中机械零部件间换挡冲击力大的问题，又能保证换挡位置准确性的汽车变速器换挡操纵机构。 

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的： 

一种汽车变速器换挡操纵机构，它包括拨叉、拨叉轴、换挡凸轮轴、驱动电机组件和位置传感器，所述拨叉轴数量与汽车变速器挡位数量匹配，在拨叉轴上固定装配拨叉，所述拨叉一端与变速器换挡执行机构配装，另一端与换挡凸轮轴配装，所述换挡凸轮轴与驱动电机组件连接，所述驱动电机组件上安装位置传感器。

上述汽车变速器换挡操纵机构，所述换挡凸轮轴上设有一组换挡凸轮，所述换挡凸轮数量与拨叉轴数量相同，在每一个换挡凸轮外侧壁上均设置拨叉滑动槽，所述拨叉滑动槽上设有一个凸起部和一个凹陷部，不同换挡凸轮上的凸起部和凹陷部沿换挡凸轮轴径向错开布置。 

上述汽车变速器换挡操纵机构，所述换挡凸轮轴上还设有倒车灯开关，所述倒车灯开关与倒车挡位所对应的换挡凸轮配装。 

上述汽车变速器换挡操纵机构，所述拨叉与换挡凸轮轴装配端设有销钉和滚套，所述销钉穿入与其匹配的换挡凸轮上拨叉滑动槽中，在销钉的外面套装滚套。 

上述汽车变速器换挡操纵机构，所述驱动电机组件包括电机和减速器，所述电机的动作由发动机ECU或变速器TCU控制，电机输出的动力通过减速器驱动换挡凸轮轴旋转。 

上述汽车变速器换挡操纵机构，所述位置传感器安装在减速器的减速盘上，由减速盘带动位置传感器的感应体旋转，位置传感器与发动机ECU或变速器TCU的信号输入端连接。 

本实用新型为与手动变速器或手自一体变速器匹配的换挡操纵机构，它由驱动电机组件提供换挡动力。本实用新型在驱动电机组件的减速器减速盘上设置了位置传感器，由减速盘带动位置传感器的感应体旋转，位置传感器将换挡凸轮轴的转动角度信息传送给发动机ECU或变速器TCU，发动机或变速器控制单元将收集到的外部传感器信息（如发动机转速、节气门开度、换挡指示传感器及涉及整车安全的传感器信息）进行处理，判断出是否进行挡位切换，然后将动作指令传递给驱动电机，由驱动电机（正转或反转）通过减速器带动换挡凸轮轴转动，使拨叉与换挡凸轮轴装配端在换挡凸轮的拨叉滑动槽中滑动，当其滑动至滑动槽上的凸起部或凹陷部时，拨叉作轴向运动，由拨叉驱动换挡执行机构完成换挡动作。本实用新型参照换挡执行机构中同步器的同步过程，将空挡位置、预同步阶段、锁闭位置阶段、锁闭解除阶段、自由飞行阶段、啮合阶段、换挡完成阶段的动作特点融合到换挡凸轮的拨叉滑动槽曲线的设计中，可降低换挡过程中的冲击力，同时在拨叉与换挡凸轮轴配合的销钉外面套装滚套，使拨叉与换挡凸轮轴的凸轮之间形成滚动配合关系，减小了摩擦阻力；本实用新型在换挡凸轮轴上设置了倒车灯开关，所述倒车灯开关与倒车挡位所对应的换挡凸轮配装，当车辆切换至倒车挡位时，与倒车挡位所对应的换挡凸轮触碰倒车灯开关，倒车灯打开，车辆给周边行人发出倒车信号，保证了车辆及行人的安全。由此可见，本实用新型具有结构简单、操作方便的特点，它不仅解决了换挡过程中机械零部件间换挡冲击力大的问题，而且保证了换挡位置的准确性，降低了驾驶员的劳动强度，提高了车辆的驾乘舒适性和安全性能。 

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 

图1是现有的手动变速器操纵机构示意图； 

图2是本实用新型结构示意图；

图3是拨叉及拨叉轴结构示意图；

图4是换挡凸轮轴结构示意图；

图5是驱动电机组件结构示意图；

图6是换挡凸轮外侧壁的拨叉滑动槽展开结构示意图；

图7～图9是拨叉在 至挡切换过程中位置变化示意图。

图中各标号清单为：1、换挡销，2、四连杆机构，3、换挡轴，4、换挡拨块，5、拨块，6、拨叉轴，7、拨叉，7-1、滚套，7-2、销钉，8、驱动电机组件，8-1、电机，8-2、减速器，9、换挡凸轮轴，9-1、换挡凸轮，9-2、拨叉滑动槽，9-2-1、突起部，9-2-2、凹陷部，9-3、倒车灯开关，10、位置传感器； 

、一挡挡位，、二挡挡位，、三挡挡位，、四挡挡位，、五挡挡位，、倒车挡位；

a、一∕三挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线，b、二∕四挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线，c、五∕倒挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线。

具体实施方式

参看图2，本实用新型包括拨叉7、拨叉轴6、换挡凸轮轴9、驱动电机组件8和位置传感器10，所述拨叉轴6数量与汽车变速器挡位数量匹配，在拨叉轴6上固定装配拨叉7，所述拨叉7一端与变速器换挡执行机构配装，另一端与换挡凸轮轴9配装，所述换挡凸轮轴9与驱动电机组件8连接，所述驱动电机组件8上安装位置传感器10。 

参看图2、图4、图6，本实用新型的换挡凸轮轴9上设有一组换挡凸轮9-1，所述换挡凸轮9-1数量与拨叉轴6数量相同，在每一个换挡凸轮9-1外侧壁上均设置拨叉滑动槽9-2，所述拨叉滑动槽9-2上设有一个凸起部9-2-1和一个凹陷部9-2-2，不同换挡凸轮上的凸起部9-2-1和凹陷部9-2-2沿换挡凸轮轴9径向错开布置；本实用新型在换挡凸轮轴9上还设有倒车灯开关9-3，所述倒车灯开关9-3与倒车挡位所对应的换挡凸轮9-1配装。 

参看图2、图3，本实用新型的拨叉7与换挡凸轮轴9装配端设有销钉7-2和滚套7-1，所述销钉7-2穿入与其匹配的换挡凸轮上拨叉滑动槽9-2中，在销钉7-2的外面套装滚套7-1。 

参看图2、图5，本实用新型的驱动电机组件8包括电机8-1和减速器8-2，所述电机8-1动作由发动机ECU或变速器TCU控制，电机8-1输出的动力通过减速器8-2驱动换挡凸轮轴9旋转；本实用新型的位置传感器10安装在减速器8-2的减速盘上，由减速盘带动位置传感器10的感应体旋转，位置传感器10与发动机ECU或变速器TCU的信号输入端连接。 

参看图1～图9，本实用新型为与手动变速器或手自一体变速器匹配的换挡操纵机构，图中所示为配置有五个前进挡和一个倒车挡车辆的具体实施例，它由驱动电机组件8提供换挡动力；本实施例在驱动电机组件8的减速器8-2减速盘上设置了位置传感器10，由减速盘带动位置传感器10的感应体旋转，位置传感器10将换挡凸轮轴9的转动角度信息传送给发动机ECU或变速器TCU，发动机或变速器控制单元将收集到的外部传感器信息（如发动机转速、节气门开度、换挡指示传感器及涉及整车安全的传感器信息）进行处理，判断出是否进行挡位切换，然后将动作指令传递给电机8-1，由电机8-1（正转或反转一定角度）通过减速器8-2带动换挡凸轮轴9转动，使拨叉7与换挡凸轮轴装配端在换挡凸轮9-1的拨叉滑动槽9-2中滑动，当其滑动至滑动槽9-2上的凸起部9-2-1或凹陷部9-2-2时，拨叉7作轴向运动，再由拨叉7驱动换挡执行机构完成换挡动作。附图7～图9给出了拨叉7的销钉7-2在至挡切换过程中位置变化的具体实施例，在此过程中，控制单元控制电机8-1驱动换挡凸轮9-1正转，与一∕三挡对应的拨叉沿一∕三挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线a移动，与二∕四挡对应的拨叉沿二∕四挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线b移动，与五∕倒挡对应的拨叉沿五∕倒挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线c移动，当与一∕三挡对应的拨叉由滑动槽9-2上的凸起部9-2-1滑出时，一∕三挡对应的拨叉轴6沿轴向移动，其他挡位对应的拨叉在滑动槽9-2中滑动，不发生轴向运动，此时一∕三挡对应的拨叉7带动换挡执行机构中一∕三挡同步器退出与一挡齿轮结合位置，变速器处于空挡状态；电机8-1继续驱动换挡凸轮9-1正转，与一∕三挡对应的拨叉继续沿一∕三挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线a移动，与二∕四挡对应的拨叉继续沿二∕四挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线b移动，与五∕倒挡对应的拨叉继续沿五∕倒挡换挡凸轮上拨叉滑动槽展开曲线c移动，当与二∕四挡对应的拨叉进入滑动槽9-2上的凹陷部9-2-2时，二∕四挡对应的拨叉轴6沿轴向移动，其他挡位对应的拨叉在滑动槽9-2中滑动，不发生轴向运动，此时与二∕四挡对应的拨叉7带动换挡执行机构中二∕四挡同步器与二挡齿轮结合，变速器切换至二挡工作状态。同理，按照上述的操纵步骤可完成其他挡位的切换。 

本实用新型在完成倒车挡切换时，与倒车挡位所对应的换挡凸轮9-1触碰倒车灯开关9-3，倒车灯打开，车辆给周边行人发出倒车信号，保证了车辆及行人的安全。 

Claims (6)

1.一种汽车变速器换挡操纵机构，其特征是，它包括拨叉（7）、拨叉轴（6）、换挡凸轮轴（9）、驱动电机组件（8）和位置传感器（10），所述拨叉轴（6）数量与汽车变速器挡位数量匹配，在拨叉轴（6）上固定装配拨叉（7），所述拨叉（7）一端与变速器换挡执行机构配装，另一端与换挡凸轮轴（9）配装，所述换挡凸轮轴（9）与驱动电机组件（8）连接，所述驱动电机组件（8）上安装位置传感器（10）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车变速器换挡操纵机构，其特征是，所述换挡凸轮轴（9）上设有一组换挡凸轮（9-1），所述换挡凸轮（9-1）数量与拨叉轴（6）数量相同，在每一个换挡凸轮（9-1）外侧壁上均设置拨叉滑动槽（9-2），所述拨叉滑动槽（9-2）上设有一个凸起部（9-2-1）和一个凹陷部（9-2-2），不同换挡凸轮上的凸起部（9-2-1）和凹陷部（9-2-2）沿换挡凸轮轴（9）径向错开布置。

3.根据权利要求2所述的一种汽车变速器换挡操纵机构，其特征是，所述换挡凸轮轴（9）上还设有倒车灯开关（9-3），所述倒车灯开关（9-3）与倒车挡位所对应的换挡凸轮（9-1）配装。

4.根据权利要求2或3所述的一种汽车变速器换挡操纵机构，其特征是，所述拨叉（7）与换挡凸轮轴（9）装配端设有销钉（7-2）和滚套（7-1），所述销钉（7-2）穿入与其匹配的换挡凸轮上拨叉滑动槽（9-2）中，在销钉（7-2）的外面套装滚套（7-1）。

5.根据权利要求4所述的一种汽车变速器换挡操纵机构，其特征是，所述驱动电机组件（8）包括电机（8-1）和减速器（8-2），所述电机（8-1）动作由发动机ECU或变速器TCU控制，电机（8-1）输出的动力通过减速器（8-2）驱动换挡凸轮轴（9）旋转。

6.根据权利要求5所述的一种汽车变速器换挡操纵机构，其特征是，所述位置传感器（10）安装在减速器（8-2）的减速盘上，由减速盘带动位置传感器（10）的感应体旋转，位置传感器（10）与发动机ECU或变速器TCU的信号输入端连接。