專利名稱：用于手動(dòng)變速器的換檔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，更特別地，本發(fā)明涉及一種用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其根據(jù)駕駛員操作變速桿時(shí)變速桿的位置通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)而自動(dòng)地執(zhí)行選擇操作和換檔操作，從而以精確行程執(zhí)行基本換檔。
背景技術(shù)：
通常而言，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力(motive power)轉(zhuǎn)換為適當(dāng)驅(qū)動(dòng)力(driving power)的變速器安裝在車輛中，并且該變速器根據(jù)操作模式而分為手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器以及無極變速器。在這些變速器中，應(yīng)用于手動(dòng)變速器的換檔裝置將變速桿的操作力傳遞到手動(dòng)變速器以實(shí)現(xiàn)換檔，并且換檔裝置由選擇纜繩及換檔纜繩、控制軸組件、和換檔撥叉組件構(gòu)成，選擇纜繩及換檔纜繩傳遞變速桿(shifting lever)的換檔操作的操作力，控制軸組件與選擇及換檔纜繩連接，換檔撥叉組件安裝在控制軸組件和變速器的同步裝置之間，以根據(jù)控制軸組件的操作通過操作同步裝置而執(zhí)行換檔。在此，控制軸組件包括控制軸，控制軸與變速桿連接，并且控制軸通過變速桿的操作力而執(zhí)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且多個(gè)控制指(control fingers)安裝在控制軸上。此外，換檔撥叉組件包括換檔撥叉，換擋撥叉圍繞預(yù)定鉸接點(diǎn)回轉(zhuǎn)以移動(dòng)變速器中的套管，并且墊子(rug)構(gòu)件配置在換檔撥叉中，從而通過每一個(gè)控制指接收操作力。也即，在接收變速桿的操作力的控制軸組件中，在控制指之中的對(duì)應(yīng)的控制指通過墊子構(gòu)件使換檔撥叉旋轉(zhuǎn)，以使同步機(jī)構(gòu)設(shè)置用于對(duì)每一個(gè)對(duì)應(yīng)的換檔檔位進(jìn)行操作。然而，當(dāng)駕駛員移動(dòng)變速桿到預(yù)期換檔檔位時(shí)，由于由纜繩等連接的控制軸被操作以執(zhí)行選擇操作和換檔操作，所以用于相關(guān)技術(shù)中的手動(dòng)變速器的換檔裝置的不便在于，駕駛員應(yīng)當(dāng)根據(jù)驅(qū)動(dòng)條件通過操作離合器而親自執(zhí)行換檔。相應(yīng)地，實(shí)際上需要開發(fā)能夠在操作換檔檔位時(shí)自動(dòng)執(zhí)行換檔的換檔裝置以滿足驅(qū)動(dòng)條件，而無須駕駛員操作離合器。公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個(gè)方面提供了一種用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，以通過感測(cè)駕駛員對(duì)變速桿的操作而操作控制軸的換檔操作和選擇操作，所述裝置包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，該驅(qū)動(dòng)電
4動(dòng)機(jī)帶有旋轉(zhuǎn)軸，主齒輪安裝在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上；連接齒輪單元，所述連接齒輪單元設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸之前，并且根據(jù)所述變速桿的位置信號(hào)選擇性地傳遞所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；選擇單元，所述選擇單元設(shè)置在所述連接齒輪單元的一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于換檔撥叉，并且與安裝在所述控制軸的一側(cè)處的所述換檔撥叉連接，并且所述選擇單元選擇性地與所述連接齒輪單元連接，以選擇性地移動(dòng)所述控制軸上的換檔撥叉；以及換檔單元，所述換檔單元設(shè)置在所述連接齒輪單元的另一側(cè)以對(duì)應(yīng)于所述選擇單元，連接到所述控制軸的另一側(cè)，并且選擇性地與所述連接齒輪單元連接以使所述控制軸旋轉(zhuǎn)。所述連接齒輪單元可以包括連接板，所述連接板設(shè)置為能夠圍繞鉸接銷選擇性地旋轉(zhuǎn)，并且包括分別安裝在所述連接板兩側(cè)的第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，所述鉸接銷設(shè)置在安裝支架中；第一連接齒輪和第二連接齒輪，所述第一連接齒輪和第二連接齒輪分別安裝在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸上；以及操作構(gòu)件，所述操作構(gòu)件從變速器控制單元 (TCU)接收控制信號(hào)，以便在操作所述變速桿時(shí)，通過所述第一連接齒輪和第二連接齒輪而選擇性地將所述主齒輪接合在所述選擇單元和所述換檔單元中的任意一個(gè)中。所述操作構(gòu)件可以包括第一電磁體和第二電磁體，所述第一電磁體和第二電磁體的每一個(gè)安裝在所述安裝支架上以對(duì)應(yīng)于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，并且通過所述 TCU的電信號(hào)而產(chǎn)生磁力，以便通過旋轉(zhuǎn)所述連接板而將所述選擇單元和所述換檔單元中的任意一個(gè)接合在所述主齒輪中；以及第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件，所述第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件使所述安裝支架和所述連接板相互連接，并且為所述連接板提供回復(fù)力以將所述連接板回復(fù)到初始安裝位置。所述第一電磁體和第二電磁體可以根據(jù)所述TCU的電信號(hào)通過選擇性地拉動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，而使所述連接板圍繞所述鉸接銷旋轉(zhuǎn)。所述第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件可以由螺旋彈簧形成，所述螺旋彈簧的每一個(gè)的一端連接到所述安裝支架的上部中心，另一端連接到所述連接板的兩側(cè)的每一側(cè)。所述選擇單元可以包括選擇齒輪，所述選擇齒輪設(shè)置在所述主齒輪的一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于所述第一連接齒輪；選擇絲杠，所述選擇絲杠連接到所述選擇齒輪并與所述選擇齒輪一起旋轉(zhuǎn)；選擇運(yùn)動(dòng)塊，所述選擇運(yùn)動(dòng)塊接合在所述選擇絲杠中，并且能夠通過所述選擇絲杠的旋轉(zhuǎn)而沿著所述選擇絲杠運(yùn)動(dòng)；選擇軸，所述選擇軸垂直于所述選擇絲杠而設(shè)置； 選擇撥叉，所述選擇撥叉與所述選擇軸連接，并且所述選擇撥叉通過所述選擇軸的旋轉(zhuǎn)而使所述換擋撥叉在所述控制軸上運(yùn)動(dòng)；以及選擇軛狀物，所述選擇軛狀物的一端連接到所述選擇運(yùn)動(dòng)塊，另一端連接為通過所述選擇運(yùn)動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)而使所述選擇軸旋轉(zhuǎn)。所述選擇運(yùn)動(dòng)塊可以包括突出的第一懸掛突出部；并且所述選擇軛狀物可以包括選擇軛狀物凹槽，所述第一懸掛突出部插入到所述選擇軛狀物凹槽內(nèi)。在所述換檔撥叉中，可以在所述換檔撥叉的外周邊上形成固定突出部，所述選擇撥叉插入到所述固定突出部?jī)?nèi)。所述裝置可以進(jìn)一步包括第一位置傳感器，所述第一位置傳感器設(shè)置在所述選擇軸的一側(cè)處以感測(cè)所述選擇軸的旋轉(zhuǎn)量。所述換檔單元可以包括換檔齒輪，所述換檔齒輪設(shè)置在所述主齒輪的另一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于所述第二連接齒輪；換檔絲杠，所述換檔絲杠與所述換檔齒輪連接并與所述換檔齒輪一起旋轉(zhuǎn)；換檔運(yùn)動(dòng)塊，所述換檔運(yùn)動(dòng)塊接合在所述換檔絲杠中，并且能夠通過所述換檔絲杠的旋轉(zhuǎn)而沿著所述換檔絲杠運(yùn)動(dòng)；以及換檔軛狀物，所述換檔軛狀物連接到所述換檔運(yùn)動(dòng)塊并連接到所述控制軸的另一側(cè)，以便通過所述換檔運(yùn)動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)而使所述控制軸旋轉(zhuǎn)。所述換檔運(yùn)動(dòng)塊可以包括突出的第二懸掛突出部；并且所述換檔軛狀物可以包括換檔軛狀物凹槽，所述第二懸掛突出部插入到所述換檔軛狀物凹槽內(nèi)。所述裝置可以進(jìn)一步包括第二位置傳感器，所述第二位置傳感器安裝在所述控制軸的另一側(cè)，以通過感測(cè)由所述換檔單元旋轉(zhuǎn)的所述控制軸的旋轉(zhuǎn)量而核實(shí)換檔檔位。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面，用于手動(dòng)變速器的換檔裝置根據(jù)駕駛員操作變速桿時(shí)變速桿的位置通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)而自動(dòng)地執(zhí)行選擇操作和換檔操作，從而以精確行程執(zhí)行換檔操作，進(jìn)而可以通過減小在換擋時(shí)施加到同步器的沖擊力而提高變速器的耐用性。另外，通過利用一個(gè)電動(dòng)機(jī)選擇性地驅(qū)動(dòng)選擇單元和換檔單元而自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)換檔操作，從而節(jié)省了制造成本，所述選擇單元和換檔單元將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，并且將直線運(yùn)動(dòng)傳遞到控制軸。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將更為具體地變得清楚或得以闡明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于手動(dòng)變速器的示例性換檔裝置的立體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于手動(dòng)變速器的示例性換檔裝置的分解立體圖。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于手動(dòng)變速器的示例性換檔裝置處于空檔時(shí)的操作狀態(tài)的圖。圖4、5、6和7是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于手動(dòng)變速器的示例性換檔裝置執(zhí)行選擇操作時(shí)的操作狀態(tài)的圖。圖8和9是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于手動(dòng)變速器的示例性換檔裝置執(zhí)行換檔操作時(shí)的操作狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案詳細(xì)地作出引用，這些實(shí)施方案的實(shí)例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價(jià)形式及其它實(shí)施方案。參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置100， 根據(jù)駕駛員操作變速桿時(shí)變速桿的換檔檔位，通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)而自動(dòng)地執(zhí)行選擇操作和換檔操作，從而以精確行程實(shí)現(xiàn)換檔。為此，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置100，用于能夠通過感測(cè)駕駛員對(duì)變速桿的操作而自動(dòng)地進(jìn)行控制軸101的選擇操作及換檔操作，并且換檔裝置100包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110、連接齒輪單元120、選擇單元140以及換檔單元160，如圖1 和圖2所示。首先，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110設(shè)置在變速器之上的殼體外側(cè)，并且安裝主齒輪111的旋轉(zhuǎn)軸113設(shè)置在殼體中的控制軸101的垂直方向上。連接齒輪單元120設(shè)置在殼體中的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)軸113之前，并且根據(jù)變速桿的位置信號(hào)選擇性地傳遞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)力。在此，連接齒輪單元120包括連接板121、第一連接齒輪131和第二連接齒輪133 以及操作構(gòu)件。在各個(gè)實(shí)施方案中，連接板120設(shè)置在安裝支架123中，安裝支架123垂直于旋轉(zhuǎn)軸113而安裝在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)軸之前，并且通過鉸接銷125而能夠選擇性地旋轉(zhuǎn)。第一旋轉(zhuǎn)軸127和第二旋轉(zhuǎn)軸1 分別安裝在連接板121的兩側(cè)上。第一連接齒輪131和第二連接齒輪133可旋轉(zhuǎn)地分別安裝在第一旋轉(zhuǎn)軸127和第二旋轉(zhuǎn)軸1 上。在各圖中，第一連接齒輪131和第二連接齒輪133以預(yù)定間隔與主齒輪111隔開， 但并不限制于此，并且第一連接齒輪131和第二連接齒輪133可以設(shè)置為在第一連接齒輪 131和第二連接齒輪133接合在主齒輪111中的同時(shí)，將旋轉(zhuǎn)選擇性地傳遞到選擇單元140 和換擋單元160的任意一個(gè)。此外，操作構(gòu)件135從變速器控制單元(TCU) 107接收控制信號(hào)，以在操作變速桿時(shí)通過第一連接齒輪131和第二連接齒輪133而將主齒輪111的旋轉(zhuǎn)傳遞到選擇單元140 和換擋單元160的任意一個(gè)。在此，由于TCU的操作對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的，因此將略去其具體描述。操作構(gòu)件包括第一電磁體135和第二電磁體136以及之后的第一彈性構(gòu)件137和第二彈性構(gòu)件138，下面將更為具體地描述各部件。首先，第一電磁體135和第二電磁體136分別安裝在安裝支架123的兩個(gè)下側(cè)，以對(duì)應(yīng)于第一旋轉(zhuǎn)軸127和第二旋轉(zhuǎn)軸129。第一電磁體135和第二電磁體136根據(jù)變速桿的操作通過TCU7的電信號(hào)選擇性地產(chǎn)生磁力，以使連接板121圍繞鉸接軸125向著選擇單元140或換檔單元160旋轉(zhuǎn)。因此，連接齒輪131和133中的每一個(gè)選擇性地接合在主齒輪111中，以選擇性地操作選擇單元140和換檔單元160。在此，當(dāng)TCU107的電信號(hào)產(chǎn)生磁力時(shí)，第一電磁體135和第二電磁體136通過電磁力選擇性地拉動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)軸127和第二旋轉(zhuǎn)軸129，以使連接板121圍繞鉸接銷125旋轉(zhuǎn)。此外，第一彈性構(gòu)件137和第二彈性構(gòu)件138使安裝支架123和連接板121相互連接，并且為連接板123提供排斥力，以便在電磁體135和136的每一個(gè)的磁力被消除時(shí)使連接板121回復(fù)到初始位置。第一彈性構(gòu)件137和第二彈性構(gòu)件138可以由螺旋彈簧形成，每一個(gè)螺旋彈簧的一端連接到安裝支架123的上部中心，另一端連接到連接板121的兩側(cè)的每一側(cè)。也即，當(dāng)根據(jù)變速桿的操作，來自TCU107的電信號(hào)施加到操作構(gòu)件的電磁體135和136的每一個(gè)時(shí)，具有上述配置的連接齒輪單元120選擇性地產(chǎn)生磁力，以通過第一連接齒輪131和第二連接齒輪133而將主齒輪11接合在選擇單元140和換檔單元160的任意一個(gè)中。此外，當(dāng)變速桿不操作時(shí)，TCU107不會(huì)將電信號(hào)施加到電磁體135和136的每一個(gè)，從而停止產(chǎn)生磁力。在此情況下，彈性構(gòu)件137和138的每一個(gè)對(duì)連接板121提供排斥力，以使連接板121回復(fù)到初始位置。在各個(gè)實(shí)施方案中，選擇單元140設(shè)置在連接齒輪單元120的一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于換檔撥叉103，并且與安裝在控制軸101的一側(cè)處的換擋撥叉103連接。選擇單元140通過操作連接齒輪單元120而接收驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)力，從而選擇性地使換檔撥叉103在控制軸101上往復(fù)運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)于換檔檔位的位置。在此，選擇單元140配置中殼體中，并且包括選擇齒輪141、選擇絲杠(selecting lead screw) 143、選擇運(yùn)動(dòng)塊145、旋轉(zhuǎn)軸147以及選擇軛狀物149。首先，選擇齒輪141設(shè)置在主齒輪111的一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于第一連接齒輪131。選擇絲杠143與選擇齒輪141連接，以與選擇齒輪141 一起旋轉(zhuǎn)。在各個(gè)實(shí)施方案中，選擇運(yùn)動(dòng)塊145接合在選擇絲杠143中，以便能夠通過選擇絲杠143的旋轉(zhuǎn)而沿著選擇絲杠143運(yùn)動(dòng)。此外，旋轉(zhuǎn)軸147設(shè)置為垂直于選擇絲杠143，并且選擇撥叉148安裝在選擇軸 147的一個(gè)下側(cè)以對(duì)應(yīng)于換檔撥叉103，并且通過選擇撥叉148而與換檔撥叉103連接。在此，多個(gè)固定突出部105在換檔撥叉103的兩個(gè)外周邊上整體且/或一體地突出以對(duì)應(yīng)于選擇撥叉148，并且多個(gè)選擇撥叉148相互連接為使選擇撥叉148設(shè)置在所述多個(gè)固定突出部105之間的狀態(tài)。每一個(gè)固定突出部105可以在換檔撥叉103的外周邊上形成。同時(shí)，感測(cè)選擇軸147的旋轉(zhuǎn)量的第一位置傳感器155安裝在選擇軸147的頂部上。第一位置傳感器155感測(cè)選擇軸147的旋轉(zhuǎn)量，并且將感測(cè)到的信號(hào)輸出到 TCU107。因此，TCU107根據(jù)由第一位置傳感器155感測(cè)到的信號(hào)判斷選擇撥叉148的位置。在各個(gè)實(shí)施方案中，選擇軛狀物149的一端連接到選擇運(yùn)動(dòng)塊145，并且選擇軛狀物149的另一端連接到選擇軸147，以便通過選擇運(yùn)動(dòng)塊145的運(yùn)動(dòng)而使選擇軸147旋轉(zhuǎn)。在此，第一懸掛突出部151在選擇運(yùn)動(dòng)塊145中形成，并且在選擇軛狀物149中形成選擇軛狀物凹槽153，第一懸掛突出部151插入到選擇軛狀物凹槽153。也即，選擇齒輪141根據(jù)連接齒輪單元120的操作通過第一連接齒輪131而接合在主齒輪111中，從而使上述配置的選擇單元140接收驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的驅(qū)動(dòng)力。因此，與選擇齒輪141 一起旋轉(zhuǎn)的選擇絲杠143旋轉(zhuǎn)，從而使選擇運(yùn)動(dòng)塊145根據(jù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)方向而選擇性地運(yùn)動(dòng)。在此情況下，當(dāng)選擇運(yùn)動(dòng)塊145通過選擇軛狀物149而運(yùn)動(dòng)時(shí)，選擇軸147選擇性地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，選擇撥叉148也旋轉(zhuǎn)，從而使換擋撥叉103在控制軸101上運(yùn)動(dòng)。因此，換檔撥叉103的位置移動(dòng)以對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)的換檔檔位。此外，換檔單元160設(shè)置在連接齒輪單元120的另一側(cè)處，以對(duì)應(yīng)于選擇單元140。換檔單元160連接到控制軸101的另一側(cè)，并且通過操作連接齒輪單元120而接
8收驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)力從而進(jìn)行操作，并且選擇性地使控制軸101旋轉(zhuǎn)，從而利用換檔撥叉103操作為每一個(gè)換檔檔位設(shè)置的同步機(jī)構(gòu)。在此，換檔單元160包括換檔齒輪161、換檔絲杠163、換檔運(yùn)動(dòng)塊165以及換檔軛狀物167。首先，換檔齒輪161設(shè)置在主齒輪111的另一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于第二連接齒輪133。換檔絲杠163安裝在換檔齒輪161的旋轉(zhuǎn)中心以與換檔齒輪161 —起旋轉(zhuǎn)。在各個(gè)實(shí)施方案中，換檔運(yùn)動(dòng)塊165接合在換檔絲杠163中，并且能夠在通過換檔齒輪161的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的換檔絲杠163上運(yùn)動(dòng)。此外，換檔軛狀物167的一端連接到換檔運(yùn)動(dòng)塊165的底部，并且換檔軛狀物167 的另一端連接到控制軸101的另一側(cè)，以通過換檔運(yùn)動(dòng)塊165的運(yùn)動(dòng)而使控制軸101旋轉(zhuǎn)。在此，第二懸掛突出部169在換檔滑動(dòng)塊165中形成，并且在換檔軛狀物167中形成換檔軛狀物凹槽171，第二懸掛突出部169插入該換檔軛狀物凹槽171，換檔軛狀物167 與換檔運(yùn)動(dòng)塊165相互接合。同時(shí)，用于通過感測(cè)控制軸101的旋轉(zhuǎn)量而核實(shí)換檔檔位的第二位置傳感器173 安裝在控制軸101的另一側(cè)上，該感測(cè)控制軸101通過換檔單元160而旋轉(zhuǎn)。第二位置傳感器173感測(cè)控制軸101的旋轉(zhuǎn)量，并將感測(cè)到的信號(hào)輸出到TCU107， 控制軸101通過操作換檔單元160而旋轉(zhuǎn)。因此TCU107通過由第二位置傳感器173感測(cè)到的信號(hào)根據(jù)控制軸101的旋轉(zhuǎn)量判斷換檔撥叉103的旋轉(zhuǎn)量。也即，換檔齒輪161根據(jù)連接齒輪單元120的操作通過第二連接齒輪133而接合在主齒輪111中，從而使上述配置的換檔單元160接收驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的驅(qū)動(dòng)力。因此，換檔絲杠163與換檔齒輪161 —起旋轉(zhuǎn)，從而使換檔運(yùn)動(dòng)塊165根據(jù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)方向而選擇性地運(yùn)動(dòng)。在此情況下，當(dāng)換檔運(yùn)動(dòng)塊165通過換檔軛狀物167而運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制軸101選擇性地旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)使換檔撥叉103旋轉(zhuǎn)。因此，換擋撥叉103通過操作為每一個(gè)換檔檔位設(shè)置的同步機(jī)構(gòu)而執(zhí)行換檔操作。在此，將具體描述按照如上配置的根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置的操作和動(dòng)作。參考圖3，當(dāng)變速桿處于空檔時(shí)，換檔裝置100的TCU107不會(huì)將電信號(hào)施加到電磁體135和136的每一個(gè)，從而并不產(chǎn)生磁力。因此，連接板121通過彈性構(gòu)件137和138的每一個(gè)的排斥力而保持在初始安裝位置。因此，連接齒輪131和133的每一個(gè)從主齒輪111的頂部隔開，從而防止主齒輪 111和選擇齒輪141或換檔齒輪161接合。在換檔裝置100中，當(dāng)駕駛員在圖3的空檔狀態(tài)通過操作變速桿執(zhí)行選擇操作，例如到R/1檔或4/5檔時(shí)，TCU107將電信號(hào)施加到第一電磁體135以產(chǎn)生磁力，如圖4所示。因此，通過第一電磁體135的磁力向著第一電磁體135拉動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)軸127。在此情況下，連接板121圍繞鉸接銷125向著選擇單元140旋轉(zhuǎn)。
因此，第一連接齒輪131接合在主齒輪111和選擇齒輪141中。在此，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 110 通過 TCU107 的控制信號(hào)而在正向(forward direction)或反向(reverse direction) 上旋轉(zhuǎn)。首先，當(dāng)駕駛員將變速桿移動(dòng)到R/1檔時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的主齒輪111在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，主齒輪111通過第一連接齒輪131而將旋轉(zhuǎn)力傳遞到選擇齒輪141， 如圖5所示。因此，選擇齒輪141與主齒輪111 一起在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)，選擇絲杠 143也在相同方向上旋轉(zhuǎn)，以將選擇運(yùn)動(dòng)塊145移動(dòng)到選擇齒輪141。因此，當(dāng)選擇軛狀物149通過選擇運(yùn)動(dòng)塊145而向著選擇齒輪141旋轉(zhuǎn)時(shí)，選擇軛狀物149使選擇軸147旋轉(zhuǎn)。在此情況下，選擇撥叉148通過旋轉(zhuǎn)軸147而旋轉(zhuǎn)，以在控制軸101上向著換檔單元160 (也即，R/1檔)移動(dòng)換檔撥叉103。相應(yīng)地，換檔撥叉103定位于R/1檔，并且在此情況下，第一位置傳感器155感測(cè)選擇軸101的旋轉(zhuǎn)量，并且將感測(cè)到的信號(hào)輸出到TCU107。在此情況下，TCU107將第一位置傳感器155的輸出信號(hào)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并且當(dāng)輸出值等于預(yù)設(shè)值時(shí)，TCU107停止將電信號(hào)施加到第一電磁體135。因此，第一連接齒輪131從失去磁力的第一電磁體135分離。此外，連接板121通過第一彈性構(gòu)件137的排斥力而旋轉(zhuǎn)到初始位置，以便使主齒輪111和選擇齒輪141彼此脫離。因此，換檔裝置100回復(fù)到處于空檔狀態(tài)的初始位置，如圖3所示。相反，當(dāng)駕駛員將變速桿移動(dòng)到例如4/5檔時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的主齒輪111在順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)，并且通過第一連接齒輪131將旋轉(zhuǎn)力傳遞到選擇齒輪141，如圖6所示。因此，選擇齒輪141與主齒輪111 一起在順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)，選擇絲杠 143也在相同方向上旋轉(zhuǎn)，以將選擇運(yùn)動(dòng)塊145移動(dòng)到控制軸101。因此，在選擇軛狀物149通過選擇運(yùn)動(dòng)塊145而向著控制軸101旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，選擇軛狀物149使選擇軸147旋轉(zhuǎn)。在此情況下，選擇撥叉148通過選擇軸147而旋轉(zhuǎn)，以在控制軸101上在相反方向上將換檔撥叉103移動(dòng)到R/1檔。相應(yīng)地，換檔撥叉103定位于4/5檔，并且在此情況下，第一位置傳感器155感測(cè)選擇軸147的旋轉(zhuǎn)量，并且將感測(cè)到的信號(hào)輸出到TCU107。由于換檔撥叉103執(zhí)行與上述的R/1檔的選擇操作中相同的控制操作，因此在此將不再贅述。參考圖7和圖8，在換檔裝置100中，當(dāng)駕駛員完成選擇操作例如到R/1檔或4/5 檔，并且由此在圖3的空檔狀態(tài)通過操作變速桿執(zhí)行換檔操作時(shí)，TCU107將電信號(hào)施加到第二電磁體136以產(chǎn)生磁力，如圖7所示。因此，通過第二電磁體136的磁力向著第二電磁體136拉動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)軸129。在此情況下，連接板121圍繞鉸接銷125向著換檔單元160旋轉(zhuǎn)。因此，第二連接齒輪133接合在主齒輪111和換檔齒輪161中。在此，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 110通過TCU107的控制信號(hào)而在正向或反向上旋轉(zhuǎn)。首先，當(dāng)駕駛員通過操作完成選擇操作的變速桿而執(zhí)行換檔操作例如到R/2/4檔時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的主齒輪111在順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，主齒輪111通過第二連接齒輪133將旋轉(zhuǎn)力傳遞到換檔軸161，如圖8所示。因此，換檔齒輪161與主齒輪111 一起在順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)，換檔絲杠 163也在相同方向上旋轉(zhuǎn)，以將換檔運(yùn)動(dòng)塊165移動(dòng)到控制軸101。因此，換檔軛狀物167同時(shí)在基于附圖的向左方向上通過換檔運(yùn)動(dòng)塊165使控制軸101旋轉(zhuǎn)。在此情況下，在換檔撥叉103與控制軸101在相同方向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，換檔撥叉 103通過操作同步機(jī)構(gòu)而完成換檔操作，以對(duì)應(yīng)于R/2/4檔的換檔檔位。在此，第二位置傳感器173感測(cè)控制軸101的旋轉(zhuǎn)量，并且將感測(cè)到的信號(hào)輸出到 TCU107。在此情況下，TCU107將第二位置傳感器173的輸出信號(hào)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并且當(dāng)輸出值等于預(yù)設(shè)值時(shí)，TCU107停止將電信號(hào)施加到第二電磁體136。因此，第二連接齒輪133從失去磁力的第二電磁體136分離。此外，連接板121通過第二彈性構(gòu)件138的排斥力而旋轉(zhuǎn)到初始位置，以便使主齒輪111和換檔齒輪161彼此脫離。因此，換檔裝置100回復(fù)到處于空檔狀態(tài)的初始位置，如圖3所不。相反地，當(dāng)駕駛員通過操作完成選擇操作的變速桿而執(zhí)行換檔操作例如到1/3/5 檔時(shí)，在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的主齒輪111在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，主齒輪111將通過第二連接齒輪133將旋轉(zhuǎn)力傳遞到換檔齒輪161，如圖9所示。因此，換檔齒輪161與主齒輪111 一起在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)，并且同時(shí)，換檔絲杠 163也在相同方向上旋轉(zhuǎn)，以將換檔運(yùn)動(dòng)塊165移動(dòng)到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110。因此，換檔軛狀物167在基于附圖的向右方向上通過換檔運(yùn)動(dòng)塊165使控制軸101旋轉(zhuǎn)。在此情況下，在換檔撥叉103與控制軸101在相同方向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，換檔撥叉 103通過操作同步機(jī)構(gòu)而完成換檔操作，以對(duì)應(yīng)于/1/3/5檔的換檔檔位。在此情況下，第二位置傳感器173感測(cè)控制軸101的旋轉(zhuǎn)量，并將感測(cè)到的信號(hào)輸出到TCU107，并且由于第二位置傳感器173執(zhí)行與R/2/4檔的換檔操作同樣的控制操作，所以在此將不再贅述。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案，如上配置的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置100根據(jù)駕駛員操作變速桿時(shí)變速桿的位置通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)而自動(dòng)地執(zhí)行選擇操作和換檔操作， 從而以精確行程執(zhí)行換檔，進(jìn)而可以通過減小在換擋時(shí)施加到同步器的沖擊力而提高變速器的耐用性。另外，通過連接齒輪單元120并利用一個(gè)電動(dòng)機(jī)選擇性地驅(qū)動(dòng)選擇單元140和換檔單元160而自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)換檔操作，從而節(jié)省了制造成本，該選擇單元140和換檔單元160 將驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)110的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，并且將直線運(yùn)動(dòng)傳遞到控制軸101。為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語上或下等被用于參考附圖中所顯示的特征的位置來描述示例性實(shí)施方案中的這些特征。前面對(duì)本發(fā)明具體示例性實(shí)施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根
1據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，以通過感測(cè)駕駛員對(duì)變速桿的操作而操作控制軸的換檔操作和選擇操作，所述裝置包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)包括旋轉(zhuǎn)軸，主齒輪安裝在所述旋轉(zhuǎn)軸上； 連接齒輪單元，所述連接齒輪單元設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸之前，并且根據(jù)所述變速桿的位置信號(hào)選擇性地傳遞所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；選擇單元，所述選擇單元設(shè)置在所述連接齒輪單元的一側(cè)處，能夠操作地連接到安裝在所述控制軸的一側(cè)處的換檔撥叉，并且選擇性地與所述連接齒輪單元連接，以選擇性地移動(dòng)所述控制軸上的換檔撥叉；以及換檔單元，所述換檔單元設(shè)置在所述連接齒輪單元的另一側(cè)處，連接到所述控制軸的另一側(cè)，并且選擇性地與所述連接齒輪單元連接以使所述控制軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 所述連接齒輪單元包括連接板，所述連接板設(shè)置為能夠圍繞鉸接銷選擇性地旋轉(zhuǎn)，并且包括分別安裝在所述連接板兩側(cè)的第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，所述鉸接銷設(shè)置在安裝支架中；第一連接齒輪和第二連接齒輪，所述第一連接齒輪和第二連接齒輪分別安裝在所述第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸上；以及操作構(gòu)件，所述操作構(gòu)件從變速器控制單元(TCU)接收控制信號(hào)，以便在操作所述變速桿時(shí)，通過所述第一連接齒輪和第二連接齒輪而選擇性地將所述主齒輪接合在所述選擇單元和所述換檔單元中的任意一個(gè)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 所述操作構(gòu)件包括第一電磁體和第二電磁體，所述第一電磁體和第二電磁體的每一個(gè)安裝在所述安裝支架上以對(duì)應(yīng)于所述第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，并且通過所述TCU的電信號(hào)而產(chǎn)生磁力，以便通過旋轉(zhuǎn)所述連接板而將所述選擇單元和所述換檔單元中的任意一個(gè)接合在所述主齒輪中；以及第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件，所述第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件使所述安裝支架和所述連接板相互連接，并且為所述連接板提供回復(fù)力以將所述連接板回復(fù)到初始安裝位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中所述第一電磁體和第二電磁體，根據(jù)所述TCU的電信號(hào)，通過選擇性地拉動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)軸和第二旋轉(zhuǎn)軸，而使所述連接板圍繞所述鉸接銷旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中所述第一彈性構(gòu)件和第二彈性構(gòu)件，由螺旋彈簧形成，所述螺旋彈簧的每一個(gè)的一端連接到所述安裝支架的上部中心，另一端連接到所述連接板的兩側(cè)的每一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 所述選擇單元包括選擇齒輪，所述選擇齒輪設(shè)置在所述主齒輪的一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于所述第一連接齒輪； 選擇絲杠，所述選擇絲杠連接到所述選擇齒輪并與所述選擇齒輪一起旋轉(zhuǎn)； 選擇運(yùn)動(dòng)塊，所述選擇運(yùn)動(dòng)塊接合在所述選擇絲杠中，并且能夠通過所述選擇絲杠的旋轉(zhuǎn)而沿著所述選擇絲杠運(yùn)動(dòng)；選擇軸，所述選擇軸垂直于所述選擇絲杠而設(shè)置；選擇撥叉，所述選擇撥叉與所述選擇軸連接，并且所述選擇撥叉通過所述選擇軸的旋轉(zhuǎn)而使所述換擋撥叉在所述控制軸上運(yùn)動(dòng)；以及選擇軛狀物，所述選擇軛狀物的一端連接到所述選擇運(yùn)動(dòng)塊，另一端連接為通過所述選擇運(yùn)動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)而使所述選擇軸旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 所述選擇運(yùn)動(dòng)塊包括突出的第一懸掛突出部；并且所述選擇軛狀物包括選擇軛狀物凹槽，所述第一懸掛突出部插入到所述選擇軛狀物凹槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 在所述換檔撥叉中，在所述換檔撥叉的外周邊上形成固定突出部，所述選擇撥叉插入到所述固定突出部?jī)?nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，進(jìn)一步包括第一位置傳感器，所述第一位置傳感器設(shè)置在所述選擇軸的一側(cè)處以感測(cè)所述選擇軸的旋轉(zhuǎn)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 所述換檔單元包括換檔齒輪，所述換檔齒輪設(shè)置在所述主齒輪的另一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于所述第二連接齒輪； 換檔絲杠，所述換檔絲杠與所述換檔齒輪連接并與所述換檔齒輪一起旋轉(zhuǎn)； 換檔運(yùn)動(dòng)塊，所述換檔運(yùn)動(dòng)塊接合在所述換檔絲杠中，并且能夠通過所述換檔絲杠的旋轉(zhuǎn)而沿著所述換檔絲杠運(yùn)動(dòng)；以及換檔軛狀物，所述換檔軛狀物連接到所述換檔運(yùn)動(dòng)塊并連接到所述控制軸的另一側(cè)， 以便通過所述換檔運(yùn)動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)而使所述控制軸旋轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其中 所述換檔運(yùn)動(dòng)塊包括突出的第二懸掛突出部；并且所述換檔軛狀物包括換檔軛狀物凹槽，所述第二懸掛突出部插入到所述換檔軛狀物凹槽內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，進(jìn)一步包括第二位置傳感器，所述第二位置傳感器安裝在所述控制軸的另一側(cè)，以通過感測(cè)由所述換檔單元旋轉(zhuǎn)的所述控制軸的旋轉(zhuǎn)量而核實(shí)換檔檔位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于手動(dòng)變速器的換檔裝置，其根據(jù)駕駛員操作變速桿時(shí)變速桿的換檔檔位通過驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)機(jī)而自動(dòng)地執(zhí)行選擇操作和換檔操作。裝置包括帶有旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，主齒輪安裝在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上；連接齒輪單元，其設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸之前，并且根據(jù)變速桿的位置信號(hào)選擇性地傳遞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)；選擇單元，其設(shè)置在連接齒輪單元的一側(cè)處以對(duì)應(yīng)于換檔撥叉，且與安裝在控制軸的一側(cè)處的換檔撥叉連接，并且選擇性地與連接齒輪單元連接，以選擇性地移動(dòng)控制軸上的換檔撥叉；以及換檔單元，其設(shè)置在連接齒輪單元的另一側(cè)以對(duì)應(yīng)于選擇單元，且連接到控制軸的另一側(cè)，并且選擇性地與連接齒輪單元連接以使控制軸旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F16H59/08GK102486228SQ20111019209
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者禹明周 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社