本發(fā)明涉及換檔器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手動換檔器、手動換檔器組件及其控制方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前汽車用手動變速箱一般采用手動換檔器實現(xiàn)變速箱切換檔位功能。駕駛員在駕駛室中通過左右前后操縱換檔桿，拉動與變速箱選換檔機(jī)構(gòu)相連的選檔拉索和換檔拉索，從而實現(xiàn)變速箱選換檔的動作。為了實現(xiàn)排檔桿能夠前后左右運動，排檔桿上注塑了球形自潤滑軸承，并設(shè)置主襯套相配合。

當(dāng)前交通越發(fā)擁堵，遇到低速堵車工況時，手動檔汽車需要不停地踩放離合器，操作強(qiáng)度很大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種能夠識別換檔意圖的手動換檔器、手動換檔器組件及其控制方法。

本發(fā)明技術(shù)方案提供一種手動換檔器，包括殼體和設(shè)置在所述殼體上的換檔桿；所述換檔桿包括伸出于所述殼體之外的換檔桿手柄、位于所述殼體內(nèi)的換檔桿主體和活動地連接在所述殼體中的換檔桿球頭，所述換檔桿球頭安裝在所述換檔桿主體上；所述換檔桿能夠沿著所述殼體的前后方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動換檔，所述換檔桿能夠沿著所述殼體的左右方向進(jìn)行擺動選檔；在所述殼體上還設(shè)置有能夠隨著所述換檔桿轉(zhuǎn)動換擋而轉(zhuǎn)動的搖臂；所述搖臂的上端通過球銷連桿與所述換擋桿主體連接；所述搖臂的下端通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地連接在所述殼體上；在所述殼體上還設(shè)置有用于監(jiān)測所述搖臂的轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器。

進(jìn)一步地，在所述搖臂的上端設(shè)置有搖臂球銷，在所述換檔桿主體上設(shè)置有換擋桿球銷；所述球銷連桿的兩端分別設(shè)置有球頭座；所述球銷連桿一端的所述球頭座與所述換擋桿球銷連接，其另一端的所述球頭座與所述搖臂球銷連接。

進(jìn)一步地，在所述殼體上設(shè)置有支撐座，在所述支撐座內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸承，所述轉(zhuǎn)軸配合在所述旋轉(zhuǎn)軸承內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述角度傳感器安裝在所述轉(zhuǎn)軸上。

進(jìn)一步地，所述角度傳感器為霍爾式傳感器，或電阻式傳感器，或磁電式傳感器，或變電抗式傳感器。

本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種手動換檔器組件，包括用于控制離合分離和結(jié)合的離合控制器，其還包括前述任一技術(shù)方案所述的手動換檔器；所述手動換檔器中的角度傳感器與所述離合控制器通信連接。

進(jìn)一步地，所述離合控制器還包括有報警單元。

本發(fā)明技術(shù)方案還提供一種如前述的手動換檔器組件的控制方法，包括如下步驟：當(dāng)進(jìn)行選檔操作時，操作換檔桿沿著殼體的左右方向擺動進(jìn)行選檔，換檔桿主體帶動球銷連桿繞著搖臂球銷上下擺動，搖臂保持靜止；當(dāng)進(jìn)行換檔操作時，操作換檔桿沿著殼體的前后方向轉(zhuǎn)動進(jìn)行換檔，換檔桿通過球銷連桿帶動搖臂繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，在搖臂的轉(zhuǎn)動角度超過預(yù)設(shè)閾值時，角度傳感器向離合控制器發(fā)出分離信號，離合控制器控制離合分離。

進(jìn)一步地，在角度傳感器向離合控制器發(fā)出分離信號預(yù)設(shè)時間后，如果離合還處于結(jié)合狀態(tài)，則報警單元發(fā)出報警提示。

本發(fā)明通過設(shè)置角度傳感器，感知搖臂的轉(zhuǎn)動角度，從而監(jiān)測出換檔桿的轉(zhuǎn)動角度，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)讓角度傳感器準(zhǔn)確的輸出換檔桿換檔角度信息，為增強(qiáng)系統(tǒng)的防錯性能提供了有效的解決方案，也推動了手動變速器的智能化發(fā)展，降低了駕駛員的操作難度，并顯著提升了駕駛安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例提供的手動換檔器的立體圖；

圖2為換檔桿與搖臂的連接示意圖；

圖3為手動換檔器的換檔桿在空檔、奇數(shù)檔和偶數(shù)檔之間切換的示意圖；

圖4為換檔桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為手動換檔器組件的系統(tǒng)示意圖。

附圖標(biāo)記對照表：

1-殼體；11-支撐座；12-旋轉(zhuǎn)軸承；

2-換檔桿；21-換檔桿手柄；22-換檔桿主體；

23-換檔桿球頭；24-拉索球頭25-換擋桿球銷；

3-搖臂；31-轉(zhuǎn)軸；32-搖臂球銷；

4-球銷連桿；41-球頭座；5-角度傳感器；

6-選檔軸；7-主襯套機(jī)構(gòu)；8-選檔搖臂；

9-離合控制器；91-中央控制器；92-信號收集單元；

93-報警單元；100-離合。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實施方式。其中相同的零部件用相同的附圖標(biāo)記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。

如圖1-4所示，本發(fā)明一實施例提供的一種手動換檔器，包括殼體1和設(shè)置在殼體1上的換檔桿2。

換檔桿1包括伸出于殼體1之外的換檔桿手柄21、位于殼體1內(nèi)的換檔桿主體22和活動地連接在殼體1中的換檔桿球頭23，換檔桿球頭23安裝在換檔桿主體22上。

換檔桿2能夠沿著殼體1的前后方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動換檔，換檔桿2能夠沿著殼體1的左右方向進(jìn)行擺動選檔。

在殼體1上還設(shè)置有能夠隨著換檔桿2轉(zhuǎn)動換擋而轉(zhuǎn)動的搖臂3，搖臂3的上端通過球銷連桿4與換擋桿主體22連接，搖臂3的下端通過轉(zhuǎn)軸31可轉(zhuǎn)動地連接在殼體1上。

在殼體1上還設(shè)置有用于監(jiān)測搖臂3的轉(zhuǎn)動角度的角度傳感器5。

換檔桿2上裝有主襯套機(jī)構(gòu)7，選檔搖臂8安裝在主襯套機(jī)構(gòu)7上，并能夠繞選檔軸6旋轉(zhuǎn)進(jìn)行選檔。

換檔桿2通過換檔桿球頭23與殼體1連接，可以實現(xiàn)前后左右移動，實現(xiàn)橫向選檔和前后換檔。

換擋桿2的下端設(shè)置有拉索球頭24，用于與換擋拉索連接。

主襯套機(jī)構(gòu)7與換檔桿球頭23連接，在換檔桿球頭23的帶動下可以實現(xiàn)橫向左右移動，進(jìn)而帶動選檔搖臂8繞選檔軸6旋轉(zhuǎn)，帶動與其連接的選檔拉索進(jìn)行進(jìn)行選檔。

當(dāng)換檔桿2沿著殼體1的左右方向進(jìn)行擺動時，可以實現(xiàn)選擇檔位，例如位于檔位入口處。

當(dāng)換檔桿2沿著殼體1的前后方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動時，可以實現(xiàn)換檔，例如進(jìn)入奇數(shù)檔或偶數(shù)檔或空檔。

通過在殼體1上設(shè)置搖臂3，搖臂3的上端通過球銷連桿4與換擋桿主體22連接，其下端通過轉(zhuǎn)軸31連接在殼體1上，并能夠繞著轉(zhuǎn)軸31轉(zhuǎn)動，從而在換檔桿2的作用下，搖臂3能夠隨著換檔桿2的前后轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。

再在殼體1上設(shè)置角度傳感器5，用于監(jiān)測搖臂3的轉(zhuǎn)動角度，當(dāng)監(jiān)測搖臂3轉(zhuǎn)動角度達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時，則角度傳感器5向離合控制器發(fā)出分離信號，離合分離，利于駕駛員操控。

本發(fā)明通過設(shè)置角度傳感器5，感知搖臂3的轉(zhuǎn)動角度，從而監(jiān)測出換檔桿2的轉(zhuǎn)動角度，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)讓角度傳感器5準(zhǔn)確的輸出換檔桿換檔角度信息，為增強(qiáng)系統(tǒng)的防錯性能提供了有效的解決方案，也推動了手動變速器的智能化發(fā)展，降低了駕駛員的操作難度，并顯著提升了駕駛安全性。

本發(fā)明中涉及到的前后方向是指換擋桿換擋時朝向車前后的方向或者圖1所示的左右方向，本發(fā)明中涉及到的左右方向是指換擋桿選擋時朝向車寬左右兩側(cè)的方向或者圖1所示的垂直于紙面的方向。

較佳地，如圖2所示，在搖臂3的上端設(shè)置有搖臂球銷32，在換檔桿主體22上設(shè)置有換擋桿球銷25。

球銷連桿4的兩端分別設(shè)置有球頭座41，球銷連桿4一端的球頭座41與換擋桿球銷25連接，其另一端的球頭座41與搖臂球銷32連接，從而使得在換擋桿2前后轉(zhuǎn)動進(jìn)行換擋時，球銷連桿4帶動搖臂3繞著轉(zhuǎn)軸31旋轉(zhuǎn)，在換擋桿2左右擺動進(jìn)行選擋時，球銷連桿4上下擺動，而此時搖臂3保持靜止或不繞轉(zhuǎn)軸31轉(zhuǎn)動。

較佳地，如圖2所示，在殼體1上設(shè)置有支撐座11，在支撐座11內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸承12，轉(zhuǎn)軸31配合在旋轉(zhuǎn)軸承12內(nèi)，方便轉(zhuǎn)軸31的安裝，并利于轉(zhuǎn)軸31的旋轉(zhuǎn)。

較佳地，角度傳感器5安裝在轉(zhuǎn)軸31上，利于實時監(jiān)測搖臂3轉(zhuǎn)動角度。

較佳地，角度傳感器5可以為霍爾式傳感器，或電阻式傳感器，或磁電式傳感器，或變電抗式傳感器。

如圖5所示，本發(fā)明一實施例還提供一種手動換檔器組件，包括用于控制離合100分離和結(jié)合的離合控制器9，其還包括前述任一技術(shù)方案所述的手動換檔器。

手動換檔器中的角度傳感器5與離合控制器9通信連接，可以為信號連接，也可以為電連接。

當(dāng)進(jìn)行選檔操作時，操作換檔桿2沿著殼體1的左右方向擺動進(jìn)行選檔，球銷連桿4繞著搖臂球銷31上下擺動，搖臂3不會繞轉(zhuǎn)軸31轉(zhuǎn)動，此時角度傳感器5不發(fā)出信號。

當(dāng)進(jìn)行換檔操作時，操作換檔桿2沿著殼體1的前后方向轉(zhuǎn)動進(jìn)行換檔，換檔桿2帶動球銷連桿4轉(zhuǎn)動，球銷連桿4帶動搖臂3繞轉(zhuǎn)軸31轉(zhuǎn)動，在搖臂3的轉(zhuǎn)動角度超過預(yù)設(shè)閾值時，角度傳感器5向離合控制器9發(fā)出分離信號，離合控制器9控制離合100分離。

該手動換檔器組件提高了系統(tǒng)的防錯性能，也推動了手動變速器的智能化發(fā)展，降低了駕駛員的操作難度，并顯著提升了駕駛安全性。

離合控制器9內(nèi)部具有中央控制器91(cpu)、信號收集單元92和報警單元93。

信號收集單元92和報警單元93分別與中央控制器91通信連接。

信號收集單元92用于從角度傳感器5接收信號，在接收到分離信號后，輸出至中央控制器91，然后由中央控制器91控制離合100分離。

在角度傳感器5向離合控制器9發(fā)出分離信號預(yù)設(shè)時間后，如果離合100還處于結(jié)合狀態(tài)，則報警單元93發(fā)出報警提示，提醒駕駛員離合可能出現(xiàn)故障，提高了駕駛安全性能。

本發(fā)明技術(shù)方案提供的關(guān)于上述手動換檔器組件的控制方法，包括如下步驟：

當(dāng)進(jìn)行選檔操作時，操作換檔桿沿著殼體的左右方向擺動進(jìn)行選檔，換檔桿主體帶動球銷連桿繞著搖臂球銷上下擺動，搖臂保持靜止。

當(dāng)進(jìn)行換檔操作時，操作換檔桿沿著殼體的前后方向轉(zhuǎn)動進(jìn)行換檔，換檔桿通過球銷連桿帶動搖臂繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，在搖臂的轉(zhuǎn)動角度超過預(yù)設(shè)閾值時，角度傳感器向離合控制器發(fā)出分離信號，離合控制器控制離合分離。

該控制方法，還包括如下步驟：

在角度傳感器向離合控制器發(fā)出分離信號預(yù)設(shè)時間后，如果離合還處于結(jié)合狀態(tài)，則報警單元發(fā)出報警提示。

本發(fā)明提供的手動換檔器、手動換檔器組件及其控制方法，與傳統(tǒng)的手動變速器排檔器相比，其不僅能實現(xiàn)換檔功能，而且能識別駕駛員的換檔意圖并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。因該排檔器內(nèi)部零件連接均為機(jī)械連接，工作穩(wěn)定性更高，換檔意圖響應(yīng)輸出更為直接，為離合器的自動化系統(tǒng)提供了更高效可靠的信號源，并兼顧零件的可靠性和通用性。

根據(jù)需要，可以將上述各技術(shù)方案進(jìn)行結(jié)合，以達(dá)到最佳技術(shù)效果。

以上所述的僅是本發(fā)明的原理和較佳的實施例。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，還可以做出若干其它變型，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。