用于车辆的换挡装置及具有该换挡装置的车辆的制作方法

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种用于车辆的换挡装置及具有该换挡装置的车辆。

背景技术：

相关技术中，用于车辆的换挡装置采用双电机系统，双电机中一个为用于选挡的选挡电机，另一个为用于换挡的换挡电机，两个电机依次动作，即选挡电机执行选挡操作过程时，换挡电机停止工作。具体而言，待选挡电机工作至既定挡位的选挡位置后选挡电机停止工作，然后换挡电机开始工作执行换挡动作，当需要换入下一挡位时则需要将换挡电机启动，使挡位回到空挡，然后选挡电机起动并选择下一选挡挡位。这样的用于车辆的换挡装置，由于选换挡过程必须一次进行，不能相互独立，导致选换挡过程消耗时间长，舒适性低，且换挡连贯性低，有进一步改进的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种选挡换挡过程消耗时间短、换挡时舒适性高且换挡连贯性好的用于车辆的换挡装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于车辆的换挡装置包括：选挡驱动组件；换挡驱动组件；两个驱动块，所述驱动块与所述选挡驱动组件可选择性地联动以在多个选挡位置之间移动，所述驱动块还与所述换挡驱动组件可选择性地联动以从所述选挡位置转动至对应挡位的在挡位置；所述换挡驱动组件与所述两个驱动块中的一个联动期间，所述两个驱动块中的所述一个与所述选挡驱动组件分离，且所述两个驱动块中的另一个与所述选挡驱动组件联动；其中，所述两个驱动块中的所述一个为奇数挡驱动块和偶数挡驱动块中的一个，所述两个驱动块中的所述另一个为所述奇数挡驱动块和所述偶数挡驱动块中的另一个，所述奇数挡驱动块可在多个奇数挡选挡位置之间移动，所述偶数挡驱动块可在多个偶数挡选挡位置之间移动。

进一步地，所述选挡驱动组件包括：选挡电机；两个选挡杆，所述两个选挡杆均与所述选挡电机相连，且所述两个选挡杆与所述两个驱动块一一对应，所述选挡杆与对应地所述驱 动块可选择性地联动。

进一步地，所述驱动块包括第一部分和第二部分，所述第一部分在第一位置与第二位置之间可转动地设在所述第二部分上；所述第一部分与所述换挡驱动组件联动以使所述第一部分从所述第一位置向所述第二位置移动，所述第一部分位于所述第一位置时，所述选挡杆与所述第一部分联动，所述第一部分位于所述第二位置时，所述第一部分与所述选挡杆分离。

进一步地，所述第一部分与所述第二部分之间夹设有弹性件，所述弹性件设置成在所述第一部分从所述第一位置向所述第二位置移动期间被压缩。

进一步地，所述第一部分与所述第二部分共同限定出通孔，所述选挡杆位于所述通孔内，且所述第一部分朝向所述通孔的表面上设有内螺纹，所述选挡杆上设有外螺纹，所述第一部分位于所述第一位置时，所述内螺纹与所述外螺纹螺纹连接。

进一步地，所述选挡驱动组件还包括：两个导向杆与所述两个驱动块一一对应，所述第二部分与所述导向杆相连且相对所述导向杆沿所述导向杆的轴向可移动。

进一步地，所述选挡电机的输出轴上固定有输出齿轮，每个所述选挡杆上均固定有与所述输出齿轮外啮合传动齿轮。

进一步地，所述换挡驱动组件包括换挡电机和固定在所述换挡电机的输出轴上的换挡拨块，所述换挡拨块包括对称设置的两个子拨头，所述两个子拨头中的一个与所述两个驱动块中的所述一个可选择性地联动，所述两个子拨头中的另一个与所述两个驱动块中的所述另一个可选择性地联动。

进一步地，所述两个子拨头通过换挡拨块本体相连，所述换挡拨块本体构造为弧形，所述子拨头构造为从所述换挡拨块本体的内壁沿径向向内延伸的凸起；所述第一部分的至少一部分构造为适于与所述凸起配合的凹槽。

相对于现有技术，本发明所述的用于车辆的换挡装置具有以下优势：

根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置，在在目前挡位时就能够预先选择下一挡位,等达到换挡点时直接换入目标挡位,从而将选换挡过程结合，节省选换挡时间。

本发明的另一目的在于提出一种车辆包括第一方面所述的任一种用于车辆的换挡装置。

所述车辆与上述的用于车辆的换挡装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的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为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置的立体结构图；

图2为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置空挡时，换挡拨块、驱动块以及选挡杆的位置关系及结构示意图；

图3为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置挂入奇数挡时，换挡拨块、驱动块以及选挡杆的位置关系及结构示意图；

图4为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置挂入偶数挡时，换挡拨块与驱动块的位置关系及结构示意图；

图5为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置的驱动块的一个视角的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置的驱动块的另一个视角的结构示意图；

图7为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置的导向杆的结构示意图；

图8为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置的选挡杆的结构示意图；

图9为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置在空挡时，奇数挡驱动块和偶数挡驱动块的位置示意图；

图10为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置，从空挡换入一挡时，奇数挡驱动块和偶数挡驱动块的位置示意图；

图11为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置，车辆以一挡行驶且有加速需求时，奇数挡驱动块和偶数挡驱动块的位置示意图；

图12为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置，从一挡换入二挡时，奇数挡驱动块和偶数挡驱动块的位置示意图；

图13为本发明实施例所述的用于车辆的换挡装置，车辆以二挡行驶且有加速需求时，奇数挡驱动块和偶数挡驱动块的位置示意图。

附图标记说明：

100-用于车辆的换挡装置，1-选挡驱动组件，11-选挡电机，111-选挡电机的输出轴，112-输出齿轮，12a-奇数挡选挡杆，12b-偶数挡选挡杆，13a-奇数挡导向杆，13b-偶数挡导向杆，14a-奇数挡传动齿轮，14b-偶数挡传动齿轮，141-外螺纹，2-换挡驱动组件，21-换挡电机，211-换挡电机的输出轴，22-换挡拨块，221a-奇数挡子拨头，221b-偶数挡子拨头，222-换挡拨块本体，3a-奇数挡驱动块，3b-偶数挡驱动块，31-第一部分，311-内螺纹，312-凹槽，313-拨指，314-第一半圆环部，315-板状部，3151-通槽，32-第二部分，321-导向杆安装孔，322-第二半圆环部，323-钩状部，33-通孔，34-弹性件，35-转动轴；4-拨叉轴，5-换挡拨叉，200-变速器壳体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明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。

如图1-图8所示，根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置100包括选挡驱动组件1、换挡驱动组件2和两个驱动块(如图2-图4所示的奇数挡驱动块3a和偶数挡驱动块3b)。

驱动块与选挡驱动组件1可选择性地联动，即驱动块可以与选挡驱动组件1联动，驱动块也可以与选挡驱动组件1分离，且在驱动块与选挡驱动组件1联动时，驱动块可以在多个选挡位置之间移动，以完成选挡。

驱动块还与换挡驱动组件2可选择性地联动，即驱动块可以与换挡驱动组件2联动，驱动块也可以与换挡驱动组件2分离，且在驱动块与换挡驱动组件2联动时，驱动块可以从一个选挡位置转动至与该选挡位置对应的对应挡位的在挡位置，从而完成换挡。

其中，两个部件“联动”是指两个部件之间的动作有相关性，即一个部件的动作可带动另一个部件动作，下文中的联动也为此意，不再重复说明。

在换挡驱动组件2与两个驱动块中的一个联动期间，两个驱动块中的一个与选挡驱动组件1分离，且两个驱动块中的另一个与选挡驱动组件1联动。

其中，两个驱动块中的一个为奇数挡驱动块3a和偶数挡驱动块3b中的一个，两个驱动块中的另一个为奇数挡驱动块3a和偶数挡驱动块3b中的另一个。也就是说，当两个驱动块中的一个为奇数挡驱动块3a时，则两个驱动块中的另一个为偶数挡驱动块3b；当两个驱动块中的一个为偶数挡驱动块3b时，则两个驱动块中的另一个为奇数挡驱动块3a。

奇数挡驱动块3a可以在多个奇数挡选挡位置之间移动，偶数挡驱动块3b可以在多个偶数挡选挡位置之间移动。

通过上述描述可知，奇数挡驱动块3a与选挡驱动组件1联动时，奇数挡驱动块3a可以在多个奇数挡选挡位置之间移动；偶数挡驱动块3b与选挡驱动组件1联动时，偶数挡驱动块3b可以在多个偶数挡选挡位置之间移动。

当换挡驱动组件2与奇数挡驱动块3a联动时，换挡驱动组件2可以驱动奇数挡驱动块3a从奇数挡选挡位置转动至对应挡位的奇数挡在挡位置，即车辆挂入对应的奇数挡位，此时奇数挡驱动块3a与选挡驱动组件1分离，而偶数挡驱动块3b与选挡驱动组件1联动，即选挡驱动组件1可以驱动偶数挡驱动块3b从某一偶数挡选挡位置移动至下一偶数挡选挡位置。

当换挡驱动组件2与偶数挡驱动块3b联动时，换挡驱动组件2可以驱动偶数挡驱动块3b从偶数挡选挡位置转动至对应挡位的偶数挡在挡位置，即车辆挂入对应的偶数挡位，此时偶数挡驱动块3b与选挡驱动组件1分离，而奇数挡驱动块3a与选挡驱动组件1联动，即选挡驱动组件1可以驱动奇数挡驱动块3a从某一奇数挡选挡位置移动至下一奇数挡选挡位 置。

根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置100，在预换入下一挡位时，换挡驱动组件2不需驱动两个驱动块中的一个从当前在挡位置转动至空挡后，再利用选挡驱动组件1驱动两个驱动块中的另一个从空挡位置移动到预换入挡位的选挡位置，而是在车辆以当前在挡挡位行驶过程中，利用选挡驱动组件1驱动两个驱动块中的另一个从该另一个驱动块当前所在的选挡位置直接移动至预换入挡位对应的选挡位置，当车辆要换入下一挡位时，换挡驱动组件2驱动该另一个驱动块直接换入下一挡位。

由此，根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置100，成功地将选换挡过程结合起来，即当换挡装置100在某一挡位工作时，如需要挂入另一挡位时,换挡装置100不需要将变速器挂入空挡再选挡挂挡，而是可以在换挡前预先选入下一挡位，达到换挡点后，直接从当前挡位切换至目标挡位(即下一挡位)，简化了整个选换挡过程，节省了选换挡时间，提升了用户的换挡体验，舒适性高且换挡更连贯。

下面参照图1-图8并结合图9-图13详细描述根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置100。

如图1所示，换挡装置100包括选挡驱动组件1、换挡驱动组件2、奇数挡驱动块3a、偶数挡驱动块3b。

奇数挡驱动块3a和偶数挡驱动块3b均适于与选挡驱动组件1联动以选挡，且均适于与换挡驱动组件2联动以换挡。

如图1所示，选挡驱动组件1包括选挡电机11、两个选挡杆和两个导向杆，其中两个选挡杆中的一个为偶数挡选挡杆12b且另一个为奇数挡选挡杆12a，两个导向杆中的一个为偶数挡导向杆13b且另一个为奇数挡导向杆13a。其中，选挡电机11、两个选挡杆和两个导向杆均可支撑或安装在变速器壳体200上。

奇数挡选挡杆12a与选挡电机11相连，且奇数挡选挡杆12a还与奇数挡驱动块3a可选择性地联动；偶数挡选挡杆12b与选挡电机11相连，且偶数挡选挡杆12b还与偶数挡驱动块3b可选择性地联动。

简言之，选挡电机11同时驱动奇数挡选挡杆12a和偶数挡选挡杆12b，当奇数挡选挡杆12a与奇数挡驱动块3a联动时，选挡电机11通过奇数挡选挡杆12a驱动奇数挡驱动块3a在多个奇数挡选挡位置之间移动；当偶数挡选挡杆12b与偶数挡驱动块3b联动时，选挡电机11通过偶数挡选挡杆12b驱动偶数挡驱动块3b在多个偶数挡选挡位置之间移动。

具体地，如图1所示，选挡电机11的输出轴111上固定有输出齿轮112，每个选挡杆上均固定有与输出齿轮112外啮合的传动齿轮，即奇数挡选挡杆12a上固定有奇数挡传动齿轮14a，偶数挡选挡杆12b上固定有偶数挡传动齿轮14b，其中奇数挡传动齿轮14a和偶数 挡传动齿轮14b均与输出齿轮112外啮合。

下面参照图1-图6描述根据本发明实施例的换挡装置100实现驱动块与选挡杆可选择性联动的具体结构：

如图2-图4所示，驱动块(即奇数挡选挡杆12a和偶数挡驱动块3b中的任一个)包括第一部分31和第二部分32。第一部分31在第一位置与第二位置之间可转动地设在第二部分32上，如图5所示，第一部分31和第二部分32通过转动轴35可转动地相连。其中第一部分31位于第一位置时，第一部分31与对应地选挡杆联动，第一部分31位于第二位置时，第一部分31与对应地选挡杆分离。

第一部分31与换挡驱动组件2联动时，换挡驱动组件2可以驱动第一部分31从第一位置向第二位置移动，也就是说，换挡驱动组件2带动驱动块换挡的过程，即为第一部分31与选挡杆从联动状态到分离状态的过程。

进一步地，第一部分31与第二部分32之间夹设有弹性件34，弹性件34设置成第一部分31从第一位置向第二位置移动期间被压缩，从而弹性件34储存弹性势能，在换挡驱动组件2与第一部分31分离时，该弹性势能可以驱动第一部分31从第二位置回到第一位置。

更为具体地，如图5和图6所示，第一部分31与第二部分32共同限定出通孔33，选挡杆位于通孔33内，第一部分31朝向通孔33的表面上设有内螺纹311(即导程螺纹)，选挡杆上设有外螺纹141，第一部分31位于第一位置时，即选挡杆与驱动块联动时，内螺纹311与外螺纹141螺纹连接，由此选挡杆与第一部分31构成丝杠螺母副，从而在选挡电机11的带动下，第一部分31带动第二部分32一起沿选挡杆的轴向在多个选挡位置之间移动以完成选挡。

为了保证驱动块沿选挡杆的轴向运动的稳定性，防止驱动块绕选挡杆旋转，选挡驱动组件1中还可以包括两个导向杆，两个导向杆与两个驱动块一一对应，即一个导向杆与一个驱动块对应，且驱动块的第二部分32与对应的导向杆相连，且第二部分32相对导向杆沿导向杆的轴向可移动，其中导向杆的轴向也就是与该导向杆对应的选挡杆的轴向。如图5和图6所示，第二部分32上设有导向杆安装孔321，导向杆穿设在导向杆安装孔321内。

可选地，导向杆的横截面可以构造为长圆形、方形、三角形、五角形、六边形、月牙形、扇形、椭圆形等形状。

具体而言，驱动块的第一部分31位于第一位置时，驱动块可以与对应的选挡杆联动，即选挡杆在选挡电机11的驱动下绕选挡杆的中心轴线转动，从而通过外螺纹141与内螺纹311的配合，驱动第一部分31沿选挡杆的轴向移动，第一部分31与第二部分32相连，从而带动第二部分32一起沿导向杆的轴向移动。

下面参照图5和图6详细描述根据本发明的驱动块的一个具体实施例。如图5和图6所 示，第一部分31包括第一半圆环部314、板状部315和拨指313，其中板状部315连接在第一半圆环部314的一端且沿径向向上延伸，拨指313连接在第一半圆环部314的另一端沿径向向下延伸。拨指313适于拨动变速器的换挡拨叉5，以使换挡拨叉5沿拨叉轴4移动，实现换挡。

第二部分32包括第二半圆环部322和钩状部323，钩状部323与第二半圆环部322相连。

第一半圆环部314和第二半圆环部322共同限定出用于容纳选挡杆的通孔33，且内螺纹311设置在第一半圆环部314的内壁面上。导向杆安装孔321设置在钩状部323上。

板状部315上设有沿板状部315的厚度方向贯穿板状部315的通槽3151，钩状部323的一部分伸入该通槽3151内，且钩状部323的伸入通槽3151内的部分与通槽3151的一对侧壁通过转动轴35相连，可选地，弹性件34构造为扭簧，扭簧套设在转动轴35上，扭簧的两个扭臂中的一个弹性地止抵通槽3151的另一对侧壁中的一个，两个扭臂中的另一个弹性地止抵钩状部323。

当然在本发明的另一些可选的实施中，弹性件34也可以为螺旋弹簧，且螺旋弹簧的两端分别固定在第一部分31和第二部分32上。

下面参照图1-图4详细描述根据本发明实施例的换挡驱动组件2，如图1-图4所示，换挡驱动组件2包括换挡电机21和固定在换挡电机21的输出轴211上的换挡拨块22。其中换挡电机21可以支撑或安装在变速器壳体200上。

如图2-图3所示，换挡拨块22包括对称设置的两个子拨头。两个子拨头中的一个为奇数挡子拨头221a且另一个为偶数挡子拨头221b。

其中，奇数挡子拨头221a与奇数挡驱动块3a可选择性地联动，偶数挡子拨头221b与偶数挡驱动块3b可选择性地联动。

具体而言，如图1-图4所示，奇数挡子拨头221a和偶数挡子拨头221b通过换挡拨块本体222相连，换挡拨块本体222构造为弧形，具体地，如图2-图5所示，换挡拨块本体222可以构造为月牙形，奇数挡子拨头221a和偶数挡子拨头221b均构造为从换挡拨块本体222的内壁沿径向向内延伸的凸起，而奇数挡驱动块3a和偶数挡驱动块3b中的每一个的第一部分31的至少一部分均构造为适于与凸起配合的凹槽312。如图2-图4所示，该凹槽312形成在板状部315的远离第一半圆环部314的一端上。

下面参照图1-图8结合图9-图13，以采用图9-图13所示的挡位排布形式的车辆为例，详细描述根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置100一挡升二挡的选换挡过程：

如图2所示，当换挡装置100使车辆处于空挡时，奇数挡驱动块3a与换挡拨块22的奇数挡子拨头221a分离，且偶数挡驱动块3b与换挡拨块22的偶数挡子拨头221b分离。

在空挡时，如图9所示，选挡电机11旋转并通过奇数挡驱动块3a与奇数挡选挡杆12a的螺纹配合使奇数挡驱动块3a移动至一挡选挡位置，此时假设偶数挡驱动块3b位于R挡(倒挡)选挡位置。

如图10所示，换挡电机21逆时针旋转带动换挡拨块22的奇数挡子拨头221a拨动奇数挡驱动块3a，奇数挡驱动块3a通过拨指313使一四挡换挡拨叉5向一挡处移动，挂入一挡。此时，换挡拨块22、驱动块以及选挡杆的位置关系如图3所示，即奇数挡驱动块3a与奇数挡选挡杆12a分离，且偶数挡驱动块3b与偶数挡选挡杆12b仍联动。也就是说，此时选挡电机11旋转时，不能驱动奇数挡驱动块3a沿奇数挡选挡杆12a的轴向移动，但可以驱动偶数挡驱动块3b沿偶数挡选挡杆12b的轴向移动。

当车辆在一挡行驶且有加速需求时，如图11所示，选挡电机11转动使偶数挡驱动块3b从倒挡选挡位置移动至二挡选挡位置，即预选二挡。

如图12所示，在车速达到升挡条件后，换挡电机21顺时针转动，首先奇数挡驱动块3a通过弹性件34(奇数挡驱动块3a的第一部分31与第二部分32之间的弹性件34)的弹力带动一四挡换挡拨叉5回空挡，且奇数挡驱动块3a通过弹性件34的弹力使奇数挡驱动块3a的第一部分31从第二位置回到第一位置，即第一部分31与奇数挡选挡杆12a联动。

然后换挡拨块22的偶数挡子拨头221b拨动偶数挡驱动块3b，偶数挡驱动块3b通过拨指313使二五挡拨叉向二挡处移动，挂入二挡。此时，换挡拨块22、驱动块以及选挡杆的位置关系如图4所示，即偶数挡驱动块3b与偶数挡选挡杆12b分离，且奇数挡驱动块3a与奇数挡选挡杆12a仍联动。也就是说，此时选挡电机11旋转时，不能驱动偶数挡驱动块3b沿偶数挡选挡杆12b的轴向移动，但可以驱动奇数挡驱动块3a沿奇数挡选挡杆12a的轴向移动。

当车辆在二挡行驶且有加速需求时，如图13所示，选挡电机11转动使奇数挡驱动块3a从一挡选挡位置移动至三挡选挡位置，即预选三挡。

通过上述描述，本领域技术人员可以推导出其它挡位的选换挡过程，在此不再一一描述。

综上而言，根据本发明实施例的用于车辆的换挡装置100，通过设置奇数挡驱动块3a和偶数挡驱动块3b，且使奇数挡驱动块3a由选挡电机11带动的具有外螺纹141的奇数挡选挡杆12a控制，并使偶数挡驱动块3b由同一选挡电机11带动的具有外螺纹141的偶数挡选挡杆12b控制，从而当换挡拨块22在换挡电机21的带动下拨动某一驱动块后，该驱动块的具有内螺纹311的第一部分31与对应的选挡杆分离(即脱开)，不再受选挡电机11的控制，也就是说，此时选挡电机11只能控制未挂挡的驱动块来实现预选挡，换言之，能够使换挡装置100在目前挡位时就能够预先选择下一挡位,等达到换挡点时直接换入目标挡位, 从而将选换挡过程结合，节省选换挡时间。

本发明还提出了一种车辆，该车辆包括上述实施例描述的任一种用于车辆的换挡装置100，从而具有换挡时间短、换挡平顺且换挡舒适性高的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。