CN107813700B - 用于手动挡车型的自动换挡装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于手动挡车型的自动换挡装置和车辆。自动换挡装置包括：换挡摇臂；换挡驱动机构，换挡驱动机构与换挡摇臂驱动连接；换挡拉线；选挡拉线，换挡驱动机构与换挡拉线和选挡拉线驱动连接；控制部，控制部与换挡驱动机构连接，控制部控制换挡驱动机构的动作。本发明解决了现有技术中手动挡车型无法实现自动换挡，也无法实现手动、自动换挡模式任意切换的问题。

Description

用于手动挡车型的自动换挡装置和车辆

技术领域

本发明涉及汽车设备领域，具体而言，涉及一种用于手动挡车型的自动换挡装置和车辆。

背景技术

目前，常用的汽车有一部分是手动挡车型。动挡车型换挡原理如下：需换挡时，踏下离合踏板，切断发动机与变速器的动力连接，手波动换挡手柄，通过换挡拉线驱动变速器实现换挡，换挡后抬起离合踏板。而目前的手动挡车型无法实现自动换挡，也无法实现手动、自动换挡模式的任意切换。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于手动挡车型的自动换挡装置和车辆，以解决现有技术中手动挡车型无法实现自动换挡的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于手动挡车型的自动换挡装置，包括：换挡摇臂；换挡驱动机构，换挡驱动机构与换挡摇臂驱动连接；换挡拉线；选挡拉线，换挡驱动机构与换挡拉线和选挡拉线驱动连接；控制部，控制部与换挡驱动机构连接，控制部控制换挡驱动机构的动作。

进一步地，自动换挡装置还包括：挡位检测机构，挡位检测机构用于检测换挡拉线和选挡拉线的运动位移并发送换挡完成信号，控制部和挡位检测机构连接，控制部接收换挡完成信号并控制换挡驱动机构的动作。

进一步地，换挡驱动机构包括：选挡电机，选挡电机与选挡拉线连接；换挡电机，换挡电机与换挡拉线连接。

进一步地，自动换挡装置还包括：底座，选挡电机的本体设置在底座上；选挡臂，选挡电机的输出端连接在选挡臂上，选挡电机转动时驱动选挡臂摆动，选挡拉线与选挡臂连接，且换挡电机的本体设置在选挡臂上，换挡电机的输出端通过换挡摇臂与换挡拉线连接。

进一步地，自动换挡装置还包括连接机构，换挡摇臂通过连接机构与换挡拉线连接，换挡驱动机构通过换挡摇臂、连接机构驱动换挡拉线动作。

进一步地，选挡拉线上设置有选挡触点，挡位检测机构包括至少一个选挡检测开关，当选挡检测开关为多个时，各选挡检测开关位于选挡拉线的运动轨迹的路径上并且沿选挡拉线的运动路径彼此间隔设置；和/或换挡拉线上设置有换挡触点，挡位检测机构包括至少一个换挡检测开关，当换挡检测开关为多个时，各换挡检测开关位于换挡拉线的运动轨迹的路径上并且沿换挡拉线的运动路径彼此间隔设置，当选挡检测开关被触发且换挡触点触发换挡检测开关时，换挡检测开关发送换挡完成信号。

进一步地，自动换挡装置还包括传动组件，换挡电机通过传动组件驱动换挡摇臂动作，且换挡电机为转动电机，传动组件将转动电机的转动传递到换挡摇臂，以驱动换挡摇臂摆动。

进一步地，传动组件包括：连接杆，换挡电机的驱动端与连接杆的第一端连接；配合件，配合件设置在换挡摇臂上，连接杆的第二端与配合件位置可调节地连接。

进一步地，自动换挡装置还包括：离合踏板，离合踏板的踏板臂具有齿状结构；离合电机；齿轮，齿轮设置在离合电机的驱动端，且离合电机动作以驱动齿轮与齿状结构啮合或分离。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括上述的自动换挡装置。

应用本发明的技术方案，换挡驱动机构可以驱动换挡摇臂，以模拟人的换挡动作。换挡驱动机构还可以直接驱动选挡拉线，通过驱动选挡拉线使得选挡拉线沿其轴向发生运动，进而具有选挡作用。换挡驱动机构通过驱动换挡摇臂间接驱动换挡拉线，使得换挡拉线沿其轴向发生运动，具有选挡作用。控制部控制换挡驱动机构的工作，并且判断选挡拉线和换挡拉线的位置，进而确定换挡驱动机构是否需要继续工作。此外，当需切换换挡模式时，驾驶员可以通过控制部开启或者关闭换挡驱动机构，实现手动、自动模式的相互切换。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的自动换挡装置的结构示意图；

图2示出了图1中的部分结构的连接关系示意图，其中未示出底座；

图3示出了本发明中的离合踏板、离合电机和齿轮的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、换挡摇臂；20、换挡驱动机构；21、选挡电机；22、换挡电机；30、换挡拉线；31、换挡触点；40、选挡拉线；41、选挡触点；50、挡位检测机构；51、选挡检测开关；52、换挡检测开关；70、底座；80、选挡臂；90、连接机构；100、传动组件；110、连接杆；120、配合件；200、离合踏板；300、离合电机；400、齿轮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中手动挡车型无法实现自动换挡的问题，本发明提供了一种用于手动挡车型的自动换挡装置和车辆。

其中，车辆具有下述的自动换挡装置。

实施例一

如图1和图2所示，自动换挡装置包括换挡摇臂10、换挡驱动机构20、换挡拉线30、选挡拉线40、挡位检测机构50和控制部。其中，换挡驱动机构20与换挡摇臂10驱动连接；换挡驱动机构20与换挡拉线30和选挡拉线40驱动连接；挡位检测机构50用于检测换挡拉线30和选挡拉线40的运动位移并发送换挡完成信号；控制部与换挡驱动机构20和挡位检测机构50均连接，控制部接收换挡完成信号并控制换挡驱动机构20的动作。

具体地，换挡驱动机构20可以驱动换挡摇臂10，以模拟人的换挡动作。换挡驱动机构20还可以直接驱动选挡拉线40，通过驱动选挡拉线40使得选挡拉线40沿其轴向发生运动，进而具有选挡作用。换挡驱动机构20通过驱动换挡摇臂10间接驱动换挡拉线30，使得换挡拉线30沿其轴向发生运动，具有选挡作用。挡位检测机构50可以设置为传感装置，用于检测换挡拉线30和选挡拉线40的运动位置，并将监测数据发送到控制部。控制部控制换挡驱动机构20的工作，并且根据挡位检测机构50送来的数据判断选挡拉线40和换挡拉线30的位置，进而确定换挡驱动机构20是否需要继续工作。此外，当需切换换挡模式时，驾驶员可以通过控制部开启或者关闭换挡驱动机构20，实现手动、自动模式的相互切换。

可选地，汽车油门设置有信息采集装置，并且该装置与控制部相连，控制部接收来自于信息采集装置的数据，通过分析油门的状态，判断汽车的行驶状态，确定汽车所需要的挡位，进而确定换挡驱动机构20是否需要继续工作。当然，控制部也可以设置有语音识别装置，根据驾驶员的语音命令控制汽车换挡。

如图1和图2所示，换挡驱动机构20包括选挡电机21和换挡电机22。选挡电机21与选挡拉线40连接，换挡电机22与换挡拉线30连接。

具体地，选挡电机21可以直接与选挡拉线40相连，也可以通过中间结构间接与选挡拉线40相连，选挡电机21能够驱动选挡拉线40运动。相似地，换挡电机22可以直接与换挡拉线30相连，也可以通过中间结构间接与换挡拉线30相连，换挡电机22能够驱动换挡拉线30运动。

如图1和图2所示，自动换挡装置还包括底座70和选挡臂80。选挡电机21的本体设置在底座70上，选挡电机21的输出端连接在选挡臂80上，选挡电机21转动时驱动选挡臂80摆动，选挡拉线40与选挡臂80连接，且换挡电机22的本体设置在选挡臂80上，换挡电机22的输出端通过换挡摇臂10与换挡拉线30连接。

具体地，底座70是选挡电机21本体的支撑座，选挡电机21的本体固定，不会发生相对运动。在选挡电机21的输出端设置有选挡臂80，选挡电机21转动时会带动选挡臂80同摆动，选挡臂80与选挡拉线40相连，进而带动选挡拉线40一同运动，进而实现选挡动作。选挡臂80上还设置有换挡电机22的本体，当选挡臂80摆动时，换挡电机22的本体一同发生摆动，由于换挡电机22的输出端通过换挡摇臂10与换挡拉线30相连，因此换挡电机22输出端转动时，会带动换挡拉线30一同运动，进而实现换挡动作。

如图1所示，自动换挡装置还包括连接机构90，换挡摇臂10通过连接机构90与换挡拉线30连接，换挡驱动机构20通过换挡摇臂10、连接机构90驱动换挡拉线30动作。

具体地，由于换挡摇臂10是绕换挡电机22发生摆动，而换挡拉线30需要的是沿其自身轴向的直线运动，因此在换挡摇臂10和换挡拉线30部分设置有连接机构90，连接机构90将换挡摇臂10的摆动转化为换挡拉线30需要的直线运动。也就是说，换挡驱动机构20驱动换挡摇臂10发生摆动，进而带动换挡拉线30进行直线运动。

在选挡拉线40上还设置有选挡触点41，挡位检测机构50包括至少一个选挡检测开关51，选挡检测开关51位于选挡拉线40的运动轨迹的路径上。

具体地，挡位检测机构50包括在选挡拉线40上设置的选挡触点41以及在选挡拉线40的运动路径上设置的选挡检测开关51。选挡触点41跟随选挡拉线40一同运动，挡选挡拉线40运动到相应位置时，选挡触点41会触发相应的选挡检测开关51，进而，选挡检测开关51将选挡信号发送给控制部，进行选挡判断。选挡检测机构保证了选挡位置的准确性和可靠性。

相对应的，如图2所示，在换挡拉线30上设置有换挡触点31，挡位检测机构50包括至少一个换挡检测开关52，换挡检测开关52位于换挡拉线30的运动轨迹的路径上，当选挡检测开关51被触发且换挡触点31触发换挡检测开关52时，换挡检测开关52发送换挡完成信号。由于换挡检测开关52和选挡检测开关51，因而能够使得车辆具有多挡位的控制，使车辆行驶得更加的平稳。

具体地，与选挡部分的结构相类似，挡位检测机构50还包括在换挡拉线30上设置的换挡触点31以及在换挡拉线30的运动路径上设置的换挡检测开关52。当换挡拉线30运动到相应位置时，换挡触点31会触发相应的换挡检测开关52，当选挡检测开关51被触发且换挡检测开关52也被触发时，换挡检测开关52会将换挡完成信号发送到控制部，以结束换挡操作。

为了更加准确地检测换挡拉线30和选挡拉线40的运动位置，选挡检测开关51设置为三个，三个选挡检测开关51沿选挡拉线40的运动路径彼此间隔设置；换挡检测开关52也设置为三个，三个换挡检测开关52沿换挡拉线30的运动路径彼此间隔设置。

具体地，由于常用的手动挡车型的手动挡位有多个，因此，相对应的选挡检测开关51和换挡检测开关52也设置为多个，以满足选挡和换挡的需求。多个选挡检测开关51和换挡检测开关52分别沿着选挡拉线40和换挡拉线30的运动路径间隔设置，且分别设置在相对应的选挡和换挡位置。通过设置多个选挡检测开关51和换挡检测开关52，进一步提高选挡和换挡的准确性。

如图2所示，自动换挡装置还包括传动组件100，换挡电机22通过传动组件100驱动换挡摇臂10动作，且换挡电机22为转动电机，传动组件100将转动电机的转动传动到换挡摇臂10，以驱动换挡摇臂10摆动。

具体地，由于换挡电机22输出端与换挡摇臂10直接连接较为不便，因此在换挡电机22和换挡摇臂10之间设置有传动组件100。换挡电机22输出端的旋转运动通过传动组件100，传动到换挡摇臂10，以驱动换挡摇臂10摆动。

进一步地，传动组件100包括连接杆110和配合件120。换挡电机22的驱动端与连接杆110的第一端连接；配合件120设置在换挡摇臂10上，连接杆110的第二端与配合件120位置可调节地连接。

具体地，连接杆110与换挡电机22的驱动端相连，连接杆110跟随换挡电机22一同转动，配合件120设置于换挡摇臂10上，连接杆110和配合件120相互配合连接，将驱动电机的转动传递到换挡摇臂10，使换挡摇臂10绕换挡电机22的转轴摆动。

进一步地，连接杆110与配合件120通过花键连接。

可选地，连接杆110的一端与换挡电机22相连，跟随换挡电机22转动，连接杆110远离换挡电机22的一端设置有花键，配合件120是一个内部T型三通的球形件，三通球形件的贯穿的两端设置在换挡摇臂10上，可以驱动换挡摇臂10摆动，剩余的一端设置有与花键配合的结构，与连接杆110上的花键相连接。当换挡电机22转动时，通过连接杆110上的花键将转动传递给配合件120，以驱动换挡摇臂10摆动。采用花键的连接方式能够传递较大的转矩，同时具有较好的导向性，使用的寿命比较长，避免了重复更换。当然，连接杆110和换挡摇臂10之间也可以直接通过平键连接。

如图3所示，自动换挡装置还包括离合踏板200、离合电机300和齿轮400。离合踏板200的踏板臂具有齿状结构，齿轮400设置在离合电机300的驱动端，且离合电机300动作以驱动齿轮400与齿状结构啮合或分离。

具体地，由于手动挡车型在换挡时需要保持离合踏板200踩下的状态，因此，在换挡时，离合电机300工作，通过齿轮400带动踏板臂的齿状结构运动，离合踏板200随之发生转动，使得离合踏板200保持踩下的状态。换挡结束后，离合电机300反向转动，使离合踏板200回位，完成换挡过程。

具体地，本发明提供的自动换挡装置主要是应用于目前的采用手动挡的汽车。

实施例二

与实施例一的区别在于，没有挡位检测机构50。

具体地，在控制部中提前根据选挡和换挡的位置设定好换挡驱动结构的驱动参数，使得选挡和换挡时，不需要挡位检测机构50的检测，直接根据驱动参数驱动换挡驱动结构至对应的位置。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、实现了手动挡车型能够自动换挡的目的。

2、实现手动、自动换挡模式任意切换的目的。

3、设备安装方便，使用简单。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于手动挡车型的自动换挡装置，其特征在于，包括：

换挡摇臂(10)；

换挡驱动机构(20)，所述换挡驱动机构(20)与所述换挡摇臂(10)驱动连接；

换挡拉线(30)；

选挡拉线(40)，所述换挡驱动机构(20)与所述换挡拉线(30)和所述选挡拉线(40)驱动连接；

控制部，所述控制部与所述换挡驱动机构(20)连接，所述控制部控制所述换挡驱动机构(20)的动作；

挡位检测机构(50)，所述挡位检测机构(50)用于检测所述换挡拉线(30)和所述选挡拉线(40)的运动位移并发送换挡完成信号，所述控制部和所述挡位检测机构(50)连接，所述控制部接收所述换挡完成信号并控制所述换挡驱动机构(20)的动作；

所述换挡驱动机构(20)包括：选挡电机(21)，所述选挡电机(21)与所述选挡拉线(40)连接；换挡电机(22)，所述换挡电机(22)与所述换挡拉线(30)连接；

底座(70)，所述选挡电机(21)的本体设置在所述底座(70)上；

选挡臂(80)，所述选挡电机(21)的输出端连接在所述选挡臂(80)上，所述选挡电机(21)转动时驱动所述选挡臂(80)摆动，所述选挡拉线(40)与所述选挡臂(80)连接，且所述换挡电机(22)的本体设置在所述选挡臂(80)上，所述换挡电机(22)的输出端通过所述换挡摇臂(10)与所述换挡拉线(30)连接。

2.根据权利要求1所述的自动换挡装置，其特征在于，所述自动换挡装置还包括连接机构(90)，所述换挡摇臂(10)通过所述连接机构(90)与所述换挡拉线(30)连接，所述换挡驱动机构(20)通过所述换挡摇臂(10)、所述连接机构(90)驱动所述换挡拉线(30)动作。

3.根据权利要求1所述的自动换挡装置，其特征在于，

所述选挡拉线(40)上设置有选挡触点(41)，所述挡位检测机构(50)包括至少一个选挡检测开关(51)，当所述选挡检测开关(51)为多个时，各所述选挡检测开关(51)位于所述选挡拉线(40)的运动轨迹的路径上并且沿所述选挡拉线(40)的运动路径彼此间隔设置；和/或所述换挡拉线(30)上设置有换挡触点(31)，所述挡位检测机构(50)包括至少一个换挡检测开关(52)，当所述换挡检测开关(52)为多个时，各所述换挡检测开关(52)位于所述换挡拉线(30)的运动轨迹的路径上并且沿所述换挡拉线(30)的运动路径彼此间隔设置，当所述选挡检测开关(51)被触发且所述换挡触点(31)触发所述换挡检测开关(52)时，所述换挡检测开关(52)发送所述换挡完成信号。

4.根据权利要求1所述的自动换挡装置，其特征在于，所述自动换挡装置还包括传动组件(100)，所述换挡电机(22)通过所述传动组件(100)驱动所述换挡摇臂(10)动作，且所述换挡电机(22)为转动电机，所述传动组件(100)将所述转动电机的转动传递到换挡摇臂(10)，以驱动所述换挡摇臂(10)摆动。

5.根据权利要求4所述的自动换挡装置，其特征在于，所述传动组件(100)包括：

连接杆(110)，所述换挡电机(22)的驱动端与所述连接杆(110)的第一端连接；

配合件(120)，所述配合件(120)设置在所述换挡摇臂(10)上，所述连接杆(110)的第二端与所述配合件(120)位置可调节地连接。

6.根据权利要求1所述的自动换挡装置，其特征在于，所述自动换挡装置还包括：

离合踏板(200)，所述离合踏板(200)的踏板臂具有齿状结构；

离合电机(300)；

齿轮(400)，所述齿轮(400)设置在所述离合电机(300)的驱动端，且所述离合电机(300)动作以驱动所述齿轮(400)与所述齿状结构啮合或分离。

7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的自动换挡装置。