用于控制手动变速器换挡的装置的制作方法

本发明涉及一种手动变速器的换挡控制装置，并且更具体地涉及一种能够限制在高速下换挡至低挡的手动变速器的换挡控制装置。

背景技术：

变速器安装在离合器与推进器轴之间，并且根据车辆驱动状态来增加或减少发动机旋转力以向驱动轮传输发动机的动力。

车辆的发动机具有恒定旋转方向。发动机产生的转矩在实际旋转速度范围内是几乎恒定的，而车辆的驱动状况广泛变化，例如，从停止状态至起动状态、从低速驱动到高速驱动，具体地，反向驱动等。因此，变速器用于使发动机响应于每个驱动状况来充分展示其性能。

该变速器具有各种类型，包括手动变速器、自动变速器、半自动变速器、无级变速器等。

上述各种变速器中，手动变速器可通过驾驶员的操作改变变速比(shift ratio)、倒转旋转方向、以及形成不传输动力的状态。与自动变速器相比，该手动变速器消耗较少燃料并且具有较低动力损耗。

驾驶员要自行进行换挡。因此，该驾驶员有可能换挡至低挡，例如，有意或无意地换挡至第一挡或第二挡，即使车辆高速行驶的情况下也是如此。在这种情况下，就会对手动变速器施加过载，导致该手动变速器可能损坏。

技术实现要素：

一个实施例为手动变速器的换挡控制装置。换挡控制装置包括：换挡杆100，所述换挡杆包括杆110；换挡锁200，所述换挡锁限制杆110的移动；以及控制器300，所述控制器将车辆的速度与预先确定的挡的预先确定临界速度进行比较并控制换挡锁200。换挡锁200包括：驱动零件210a和210b，所述驱动零件包括在杆110的向左选择方向上和在杆110的向右选择方向上线性往复的移动磁体217a和217b；以及换挡锁杆230a和230b，所述换挡锁杆包括固定磁体235a和235b。当车辆的速度大于临界速度时，控制器300使移动磁体217a和217b在向左选择方向上移动。固定磁体通过移动磁体与固定磁体之间的斥力在向左选择方向上移动。换挡锁杆230a和230b位于预先确定的挡的换挡路径上。杆110在预先确定的挡的换挡方向上的移动受到限制。

换挡锁杆230a和230b可包括设置有固定磁体的第一端部231a和231b以及第二端部232a和232b，且旋转轴线233a和233b可设置在第一端部与第二端部之间。第二端部可相对于与固定磁体的移动相关联的旋转轴线以预先确定的角度旋转。第一端部可根据第二端部的旋转相对于旋转轴线以预定角度旋转，且可位于预先确定的挡的换挡路径上。

复位弹簧234a和234b可设置在旋转轴线233a和233b上。当车辆的速度小于临界速度时，控制器300可使移动磁体217a和217b在向右选择方向上移动，端部通过复位弹簧234a和234b的弹力相对于旋转轴线以预先确定的角度反向旋转，以使得端部可不位于预先确定的挡的换挡路径上。

驱动零件210a和210b可进一步包括：主体213a和213b，其中设置有永磁体；以及锁杆215a和215b，其中设置有磁体。控制器控制施加至主体的电流的方向，由此改变主体内的磁场的极性，以使得锁杆可线性往复。

另一实施例为手动变速器的换挡控制装置。换挡控制装置包括：换挡杆100，所述换挡杆包括杆110；换挡锁200，所述换挡锁限制杆110的移动；以及控制器300，所述控制器将车辆的速度与预先确定的挡的临界速度进行比较并控制换挡锁200。换挡锁200进一步包括：换挡锁杆230a和230b，所述换挡锁杆包括第二端部232a和232b；以及传感器250，所述传感器感测第二端部232a和232b的位置。传感器250向控制器300传输关于第二端部232a和232b的感测位置的信息。控制器300基于所接收的关于第二端部232a和232b的位置的信息确定换挡锁200是处于打开状态还是锁定状态。当换挡锁200处于打开状态且车辆的速度大于临界速度时，控制器300控制换挡锁200位于预先确定的挡的换挡路径上，由此使得杆110被限制在预先确定的挡的换挡方向上移动。

金属零件236a和236b可设置在第二端部232a和232b的另一侧上。传感器250可包括霍尔IC 251a和251b，所述霍尔IC检测传感器与金属零件236a和236b之间的距离。

换挡杆100可进一步包括设置在杆110上的止挡件150。止挡件150可设置成在杆110的向左选择方向上倾斜。

杆110可进一步包括止挡件150'。止挡件150'可具有在杆110'的向左选择方向上突出的形状。

手动变速器的换挡控制装置可进一步包括电子控制单元(ECU)1000，所述电子控制单元测量车辆的速度。控制器300可从ECU 1000接收车辆的速度。

换挡锁200可包括独立于彼此操作的第一换挡锁200a和第二换挡锁200b。预先确定的挡可包括第一挡和第二挡。临界速度可包括第一挡的第一临界速度和第二挡的第二临界速度。第二临界速度可大于第一临界速度。当车辆的速度小于第二临界速度、大于第一临界速度时，控制器300可控制第一换挡锁200a位于第一挡的换挡路径上，并且可控制第二换挡锁200b不位于第二挡的换挡路径上。

附图说明

图1是本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置的透视图；

图2是图1所示手动变速器的换挡控制装置的透视图，其中一些零件已被移除；

图3是沿另一方向观察到的图2所示手动变速器的换挡控制装置的透视图；

图4是图2所示换挡模式135的放大图；

图5是图2所示杆110的变换后的实例的侧视图；

图6至图8是图2所示换挡锁200的透视图；

图9示出图6所示换挡锁杆230a和230b根据锁杆215a和215b的线性运动在顺时针的方向上以预先确定的角度执行旋转运动；

图10至图11是图2所示第一换挡锁200a限制杆110在第一挡的换挡方向上的移动的实例的视图；

图12是第一换挡锁200a和第二换挡锁200b限制杆110的移动的状态的视图。

具体实施方式

将会参考附图描述本发明的实施例。在本发明的部件中，本领域的技术人员可通过现有技术来清楚理解并易于付诸于实践的那些部件的详细描述将会省略，以便避免使得本发明的主题模糊不清。

<实施例>

图1是本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置的透视图。图2是图1所示手动变速器的换挡控制装置的透视图，其中一些零件已被移除。图3是沿另一方向观察到的图2所示手动变速器的换挡控制装置的透视图。

在参考图1至图3描述本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置前，将会定义描述根据本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置所需要的术语。

在本说明书中，“预先确定的挡”表示手动变速器的第一挡至第n挡中的任何一个(在此，n为大于1的自然数)。在此，n可以根据手动变速器的种类确定。

本发明的实施方案的手动变速器的换挡控制装置可以包括第一至第六正向挡以及一个倒挡(R)。预先确定的挡将会参考图4更详细地描述。

图4是图2所示换挡模式135的放大图。

图4所示换挡模式135可雕刻或压印在图2所示换挡杆100的旋钮130中。图2所示杆110由驾驶员沿换挡模式移动。

换挡模式可以包括一个选择模式510以及多个换挡模式551、552、553、554、555、556和55R。

倒挡(R)、第一挡、第三挡和第五挡是设置在选择模式510上方。第二挡、第四挡和第六挡是设置在选择模式510下方。第一挡、第三挡和第五挡与第二挡、第四挡和第六挡分别相对于选择模式510对称设置。空挡位置可以设置在选择模式510上，在第三挡与第四挡之间。

为将位于空挡位置的杆110换挡至第一挡，杆110在向左选择方向上沿选择模式510移动，随后在向上换挡方向上沿对应于第一挡的换挡模式551移动。

当车辆在高速下行驶时，例如，杆110位于高速位置(第四至第六挡中的任何一个)，为换挡至低挡(第一挡或第二挡)，需要的是，杆110应移动至空挡位置并且在向左选择方向上沿选择模式510移动，并随后在向上换挡方向或向下换挡方向上沿换挡模式551和552移动。

因此，杆110应当沿“预先确定路径”移动，以便换挡至预先确定的挡上。“预先确定路径”包括至少一条“选择路径”以及至少一条“换挡路径”。在本说明书中，“选择路径”表示杆110沿选择模式510而移动的轨迹，“换挡路径”表示杆110沿多个换挡模式551、552、553、554、555、556和55R中的任何一个而移动的轨迹。

同时，在本说明书中，“临界速度”表示对应于每个“预先确定的挡”的速度。临界速度可由汽车制造商或设计人员来设置成各种速度。例如，第一挡的临界速度可设置为15km/h，第二挡的临界速度可设置为30km/h。

返回参考图1至图3，根据本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置包括：换挡杆100，所述换挡杆包括杆110；换挡锁200，所述换挡锁限制杆110的移动；以及控制器300，所述控制器控制换挡锁200。在此，控制器300将车辆的速度与预先确定的挡的临界速度进行比较。作为比较结果，如果车辆速度大于临界速度，那么控制器300控制换挡锁200位于预先确定的挡的换挡路径上，由此将杆110限制在预先确定的挡的换挡方向上移动。

按照根据本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置，当车辆的速度在降挡的时间点上大于预先确定的挡的临界速度时，那么就有可能防止降挡，减少手动变速器的过载。

根据本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置的结构将会参考图1至图3详细描述。

根据本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置在包括换挡杆100、换挡锁200和控制器300时，可进一步包括盖罩500、支架700、选择杆900和电子控制单元(ECU)1000。相应部件将在下文详细描述。

换挡杆100可以包括杆110、旋钮130、止挡件150和外插件(insertouter)170。

杆110用于换挡。杆110可以沿图4所示换挡模式由驱动器移动。

旋钮130设在杆110的顶部。图4所示换挡模式135可以形成在旋钮130中。

止挡件150安装在杆110上。止挡件150可安装在杆110的顶部与底部之间。止挡件150可安装在旋钮130与外插件170之间。止挡件150可安装成在杆110的边缘或周缘上沿特定方向而倾斜。在此，特定方向对应图4所示选择方向，并且更详细地，可为向左选择方向，即，第一挡和第二挡的选择方向。

当止挡件150通过接触换挡锁200而被挡住时，杆110在预先确定的挡的换挡方向上的移动受到限制。

在此，止挡件150并不是必要的。也就是说，只要杆110的一部分可以用作止挡件150，那么就可无需止挡件150。在这种情况下，杆110会被换挡锁200挡住，并且因此杆110在预先确定的挡的换挡方向上的移动就会受到限制。确切地说，止挡件150可为杆110的一部分，而非安装在杆110上。确切地说，这将参考图5进行描述。

图5是图2所示杆110的变换后的实例的侧视图。

参考图5，杆110'可以包括止挡件150'。止挡件150'可包括在图4所示向左选择方向上从杆110'的一部分突出的形状。由于杆110'包括止挡件150'，因此止挡件150'不一定需要形成为如图2至图3所示止挡件150那样的单独构件。因此，根据本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置具有更简单的内部结构以及较低的制造成本。

返回参考图1至图3，外插件170被安装在杆110下方。外插件170包括第一部分171和第二部分173。第一部分171具有球形形状，其可通过杆110的操作旋转。第二部分173被形成以从第一部分171向选择杆900延伸。第二部分173被耦接至选择杆900。

换挡锁200可以通过控制器300控制来限制或阻止杆110在预先确定的挡的换挡方向上的移动。

换挡锁200可邻近于换挡杆100设置。确切地说，换挡锁200可设置在换挡杆100下方。因此，由于换挡锁200是邻近于换挡杆100设置，由此可提高空间自由度。

可以提供一个换挡锁200或多个换挡锁200。当提供多个换挡锁200时，换挡锁200可以包括第一换挡锁200a和第二换挡锁200b。换挡锁200的结构将会参考图6至图8详细描述。

图6至图8是图2所示换挡锁200的透视图。

虽然换挡锁200的第一换挡锁200a和第二换挡锁200b两者一起在图6和图8中示出，但是也可提供一个换挡锁200。

第一换挡锁200a和第二换挡锁200b具有相同结构。

参考图6至图8，第一换挡锁200a和第二换挡锁200b可以分别包括驱动零件210a和210b以及换挡锁杆230a和230b。

驱动零件210a和210b可以包括螺线管211a和211b以及移动磁体217a和217b。

螺线管211a和211b可包括主体213a和213b以及锁杆215a和215b。

锁杆215a和215b安装在主体213a和213b上。确切地说，可将锁杆215a和215b安装在圆柱形的主体213a和213b的中心轴上。

磁体(未图示)可设置在锁杆215a和215b内，永磁体(未示出)可以设置在主体213a和213b内。

锁杆215a和215b可以通过控制器300线性往复。锁杆215a和215b的线性往复可以通过安装在锁杆215a和215b内的磁体与安装在主体213a和213b内的永磁体之间的引力和斥力实现。控制器300感测关于车辆的速度(高速)的信息，且控制施加至主体213a和213b的电流的方向。由此，改变主体213a和213b内的磁场极性，使得锁杆215a和215b可线性往复。

移动磁体217a和217b可设置在锁杆215a和215b的端部上。此处，移动磁体217a和217b可线性往复，并与锁杆215a和215b相互作用。

换挡锁杆230a和230b包括第一端部231a和231b以及第二端部232a和232b。换挡锁杆230a和230b阻止杆110的移动。第二端部232a和232b与移动磁体217a和217b相隔预定间隔。旋转轴线233a和233b设置在第一端部231a和231b与第二端部232a和232b之间。复位弹簧234a和234b设置在旋转轴线233a和233b上。而且，固定磁体235a和235b设置在第二端部232a和232b的一侧(即，面向移动磁体217a和217b的侧)上。也即是，第二端部232a和232b与移动磁体217a和217b之间的预定间隔由移动磁体217a和217b与设置在第二端部232a和232b的一侧上的固定磁体235a和235b之间的斥力维持。

换挡锁杆230a和230b可响应于移动磁体217a和217b的线性往复执行往复旋转。

确切地说，斥力作用于驱动零件210a和210b的移动磁体217a和217b与换挡锁杆230a和230b的固定磁体235a和235b之间。在此状态中，当锁杆215a和215b通过控制器300在向左选择方向上移动，且移动磁体217a和217b响应于锁杆215a和215b在向左选择方向上移动时，固定磁体235a和235b被移动，以维持移动磁体217a和217b与固定磁体235a和235b之间的斥力在移动磁体217a和217b与固定磁体235a和235b之间形成的间隔。因此，归因于固定磁体235a和235b的移动，换挡锁杆230a和230b的第二端部232a和232b以预先确定的角度执行旋转运动，且换挡锁杆230a和230b的第一端部231a和231b相对于旋转轴线233a和233b执行与第二端部232a和232b的旋转运动相同的旋转运动。此处，为了使移动磁体217a、217b与固定磁体235a、235b之间具有斥力，移动磁体217a、217b与固定磁体235a、235b的对向表面的极性彼此相同。

同时，在此状态中，当锁杆215a和215b通过控制器300在向右选择方向上移动且移动磁体217a和217b响应于锁杆215a和215b在向右选择方向上移动时，移动磁体217a和217b与固定磁体235a和235b之间的斥力减小了差不多移动磁体217a和217b与固定磁体235a和235b之间的间隔。此处，使得设置在旋转轴线233a和233b上的复位弹簧234a和234b恢复至其原始状态的弹力变成大于该减小的斥力，以使得换挡锁杆230a和230b通过复位弹簧234a和234b的弹力复位至其原始位置。图9示出图6中所示的换挡锁杆230a和230b已响应于移动磁体217a和217b的线性运动在顺时针方向上以预先确定的角度执行旋转运动。

换挡锁200可进一步包括传感器250。传感器250感测换挡锁杆230a和230b的第二端部232a和232b的位置。传感器250向控制器300传输关于第二端部232a和232b的感测位置的信息。基于所接收的关于第二端部232a和232b的位置的信息，控制器300确定换挡锁杆230a和230b的状态。确切地说，基于所接收的关于第二端部232a和232b的位置的信息，控制器300确定换挡锁200的换挡锁杆230a和230b是处于如图6中所示的打开状态还是处于如图9中所示的锁定状态。

传感器250可包括霍尔IC 251a和251b。霍尔IC 251a和251b可感测磁力的改变，且由此检测传感器与设置在第二端部232a和232b的另一侧上的金属零件236a和236b之间的距离。

可将霍尔IC 251a和251b安装在PCB 253上。可将驱动零件210a和210b以及传感器250的PCB 253安装在图2至图3所示安装板290上并且固定。

当如图1至图3所示提供两个换挡锁200时，第一换挡锁200a和第二换挡锁200b可由控制器300独立于彼此来操作。换挡锁操作的描述将提供于控制器300的描述中。

传感器250独立感测第一换挡锁200a和第二换挡锁200b，并向控制器300传输感测结果。在这种情况下，可将感测第一换挡锁200a的第一霍尔IC 251a和感测第二换挡锁200b的第二霍尔IC 251b设置在传感器250的PCB 253上。

控制器300通过将车辆的速度与预先确定的挡的预先确定临界速度进行比较来对换挡锁200进行控制。在此，控制器300可从ECU 1000接收关于车辆的速度的信息。

控制器300将车辆的速度与预先确定的挡的临界速度进行比较。作为比较结果，如果车辆速度大于临界速度，那么控制器300控制换挡锁200位于预先确定的挡的换挡路径上，将杆110限制在预先确定的挡的换挡方向上移动。

关于具体实例，如下参考图10至图11，对图2所示的第一换挡锁200a限制杆110在第一挡的换挡方向上的移动的实例进行描述。

图10和图11示出了防止在安装有根据本发明的实施方案例的手动变速器的换挡控制装置的车辆在高速下行进的状态下，防止其换挡至低挡的一系列的过程。确切具体地说，图10示出车辆在低速下行进，且图11示出在当车辆在高速下行进时，驱动器在图4所示向左选择方向上沿着第一挡的选择路径移动杆110以便改挡至第一挡。

在从图10至图11的过程中，图2所示控制器300将从ECU 1000接收到的车辆速度与第一挡的临界速度(在下文中，称为第一临界速度)进行比较。第一临界速度为存储于控制器300中的预先确定的值。作为比较结果，如果车辆速度大于第一临界速度，那么控制器300如图11所示控制第一换挡锁200a的第一换挡锁杆230a位于第一挡的换挡路径上。

为了使得第一换挡锁杆230a位于第一挡的换挡路径上，控制器300会向第一螺线管211a施加电流信号并且致使第一移动磁体217a在向左选择方向上执行往复线性运动。随后，第一换挡锁杆230a的第二端部232a通过第一移动磁体217a以预先确定的角度来围绕第一旋转轴线233a顺时针地旋转。与此同时，第一换挡锁杆230a的第一端部231a以预先确定的角度来顺时针地旋转。当第一换挡锁杆230a的第一端部231a通过第一换挡锁杆230a的旋转位于第一挡的换挡路径上时，安装在杆110上的止挡件150就被第一换挡锁杆230a的第一端部231a阻挡，使得杆110无法在第一挡的换挡方向上进行任何前进运动。

同时，关于另一具体实例，如下参考图12，对图2所示第一换挡锁200a限制杆110在第一挡的换挡方向上的移动，并且第二换挡锁200b独立于此限制杆110在第二挡的换挡方向上的移动进行描述。

图12是第一换挡锁200a和第二换挡锁200b限制杆110的移动的状态的视图。

图12示出通过图2所示控制器300在预先确定状况下控制图2所示第一换挡锁200a和第二换挡锁200b而获得的结果。在下文中，预先确定状况将会详细描述。

控制器300将从ECU 1000接收到的车辆速度与第一挡的临界速度和第二挡的临界速度(在下文中，称为第二临界速度)进行比较。第一临界速度和第二临界速度为存储于控制器300中的预先确定的值。

作为比较结果，如果车辆速度大于第一临界速度和第二临界速度，那么控制器300如图12所示控制第一换挡锁200a的第一换挡锁杆230a位于第一挡的换挡路径上并且控制第二换挡锁200b的第二换挡锁杆230b位于第二挡的换挡路径上。

此外，作为比较结果，如果车辆速度大于第一临界速度并且小于第二临界速度，那么控制器300如图12所示控制第一换挡锁200a的第一换挡锁杆230a位于第一挡的换挡路径上并且控制第二换挡锁200b的第二换挡锁杆230b不位于第二挡的换挡路径上。这意味着在不允许在车辆当前速度下换挡至第一挡的情况下，可允许换挡至第二挡。

返回参考图1，盖罩500设置在支架700上，并耦接至支架700。

盖罩500覆盖图2所示换挡锁200，并且具有可供第一换挡锁杆230a的第一端部231a进入的开口。在图10所示打开状态下，盖罩500可以通过覆盖第一换挡锁杆230a来保护并隐藏第一换挡锁杆230a。同时，在图11所示锁定状态下，第一换挡锁杆230a的第一端部231a可穿出到盖罩500的开口外。

支架700环绕并且保护换挡杆100、换挡锁200和选择杆900。

选择杆900被耦接至换挡杆100。选择杆900与换挡杆100互锁。当换挡杆100的杆110在选择方向上移动时，选择杆900可随杆110一起移动。

ECU 1000感测安装有本发明的实施例的手动变速器的换挡控制装置的车辆的速度。另外，ECU 1000可向控制器300传输关于车辆的感测速度的信息。ECU 1000不仅可以感测车辆速度，而且还可控制该车辆的电力系统或子系统。

实施例中描述的特征、结构以及效果等等包括在本发明的至少一个实施例中，并且不一定限制于一个实施例。此外，每个实施例中提供的特征、结构以及效果等等可在其他实施例中由实施例所属领域中的技术人员来组合或修改。因此，有关组合和修改的内容应理解为包括在本发明的范围内。

虽然上文已描述了本发明的实施例，但是这些仅是示例，而不是对本发明的限制。另外，在不背离本发明的基本特征的情况下，可由本领域的技术人员来以各种方式对本发明做改变或修改。也就是说，可以修改本发明的实施例中详细描述的部件。另外，因修改和应用而造成的差异应理解为将包括在随附权利要求书所述的本发明的范围和精神内。