一种手动换档器、手动换档器组件及其控制方法与流程

本发明涉及换档器技术领域，尤其涉及一种手动换档器、手动换档器组件及其控制方法。

背景技术：

当前汽车用手动变速箱一般采用手动换档器实现变速箱切换档位功能。驾驶员在驾驶室中通过左右前后操纵换档杆，拉动与变速箱选换档机构相连的选档拉索和换档拉索，从而实现变速箱选换档的动作。为了实现排档杆能够前后左右运动，排档杆上注塑了球形自润滑轴承，并设置主衬套相配合。

当前交通越发拥堵，遇到低速堵车工况时，手动档汽车需要不停地踩放离合器，操作强度很大。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种能够识别换档意图的手动换档器、手动换档器组件及其控制方法。

本发明技术方案提供一种手动换档器，包括壳体和设置在所述壳体上的换档杆；

所述换档杆包括伸出于所述壳体之外的换档杆手柄、位于所述壳体内的换档杆主体和活动地连接在所述壳体中的换档杆球头，所述换档杆球头安装在所述换档杆主体上；

所述换档杆能够沿着所述壳体的前后方向进行转动换档，所述换档杆能够沿着所述壳体的左右方向进行摆动选档；

其中，在所述壳体内还设置有能够随着所述换档杆的转动换档而转动的拨叉；

在所述壳体上还设置有用于监测所述拨叉的转动角度的角度传感器。

进一步地，所述拨叉包括拨叉主体和拨叉端部，所述拨叉端部上形成有拨叉槽；

所述拨叉端部连接在所述拨叉主体的底部，并朝向所述换档杆主体侧延伸；

所述拨叉主体上设置有旋转轴承，在所述壳体上设置有连接轴；

所述旋转轴承安装在所述连接轴上；

所述换档杆主体位于所述拨叉槽内，并能够沿着所述拨叉槽滑动。

进一步地，所述角度传感器安装在所述连接轴上。

进一步地，所述角度传感器为霍尔式传感器，或电阻式传感器，或磁电式传感器，或变电抗式传感器。

进一步地，在所述换档杆主体上设置有限位槽；

所述拨叉端部包括两个平行设置的延伸端，所述拨叉槽形成在两个所述延伸端之间；

每个所述延伸端都位于所述限位槽内。

进一步地，所述拨叉主体部和拨叉端部一体成型。

进一步地，在所述壳体内还设置有用于容置旋转的所述拨叉端部的弧形限位槽。

本发明技术方案还提供一种手动换档器组件，包括用于控制离合分离和结合的离合控制器，其还包括前述任一技术方案所述的手动换档器；

所述手动换档器中的角度传感器与所述离合控制器通信连接。

本发明技术方案还提供一种前述的手动换档器组件的控制方法，包括如下步骤：

当进行选档操作时，操作换档杆沿着壳体的左右方向摆动进行选档，换档杆主体沿着拨叉槽左右滑动，拨叉相对于连接轴静止；

当进行换档操作时，操作换档杆沿着壳体的前后方向转动进行换档，换档杆带动拨叉绕连接轴转动，在拨叉的转动角度超过预设阈值时，角度传感器向离合控制器发出分离信号，离合控制器控制离合分离。

进一步地，还包括如下步骤：在角度传感器向离合控制器发出分离信号预设时间后，如果离合还处于结合状态，则发出报警提示。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明通过设置角度传感器，感知拨叉的转动角度，从而监测出换档杆的转动角度，通过机械机构让角度传感器准确的输出换档杆换档角度信息，为增强系统的防错性能提供了有效的解决方案，也推动了手动变速器的智能化发展，降低了驾驶员的操作难度，并显著提升了驾驶安全性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的手动换档器的立体图；

图2为本发明另一实施例提供的手动换档器的立体图；

图3为手动换档器的换档杆在空档、奇数档和偶数档之间切换的示意图；

图4为拨叉的结构示意图；

图5为拨叉端部的结构示意图；

图6为换档杆的结构示意图；

图7为手动换档器组件的系统示意图。

附图标记对照表：

1-壳体；11-连接轴；12-弧形限位槽；

2-换档杆；21-换档杆手柄；22-换档杆主体；

23-换档杆球头；24-限位槽；25-拉索球头；

3-拨叉；31-拨叉主体；32-拨叉端部；

321-延伸部；322-拨叉槽；4-角度传感器；

5-选档轴；6-主衬套机构；7-选档摇臂；

8-离合控制器；81-中央控制器；82-信号收集单元；

83-报警单元；9-离合。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-3所示，本发明一实施例提供一种手动换档器，包括壳体1和设置在壳体1上的换档杆2。

换档杆2包括伸出于壳体1之外的换档杆手柄21、位于壳体1内的换档杆主体22和活动地连接在壳体1中的换档杆球头23，换档杆球头23安装在换档杆主体22上。

换档杆2能够沿着壳体1的前后方向进行转动换档，换档杆2能够沿着壳体1的左右方向进行摆动选档。

其中，在壳体1内还设置有能够随着换档杆2的转动换档而转动的拨叉3。

在壳体1上还设置有用于监测拨叉3的转动角度的角度传感器4。

换档杆2上装有主衬套机构6，选档摇臂7安装在主衬套机构6上，并能够绕选档轴5旋转进行选档。

换档杆2通过换档杆球头23与壳体1连接，可以实现前后左右移动，实现横向选档和前后换档。

换挡杆2的下端设置有拉索球头25，用于与换挡拉索连接。

主衬套机构6与换档杆球头23连接，在换档杆球头23的带动下可以实现横向左右移动，进而带动选档摇臂7绕选档轴5旋转，带动与其连接的选档拉索进行进行选档。

当换档杆2沿着壳体1的左右方向进行摆动时，可以实现选择档位，例如位于档位入口处。

当换档杆2沿着壳体1的前后方向进行转动时，可以实现换档，例如进入奇数档或偶数档或空档。

通过在壳体1上设置拨叉3，其能够随着换档杆2的前后转动而转动，再在壳体1上设置角度传感器4，用于监测拨叉3的转动角度，当监测拨叉3转动角度达到预设阈值时，则角度传感器4向离合控制器发出分离信号，离合分离，利于驾驶员操控。

本发明通过设置角度传感器4，感知拨叉3的转动角度，从而监测出换档杆2的转动角度，通过机械机构让角度传感器4准确的输出换档杆换档角度信息，为增强系统的防错性能提供了有效的解决方案，也推动了手动变速器的智能化发展，降低了驾驶员的操作难度，并显著提升了驾驶安全性。

较佳地，如图2-5所示，拨叉3包括拨叉主体31和拨叉端部32，拨叉端部32上形成有拨叉槽322。

拨叉端部32连接在拨叉主体31的底部，并朝向换档杆主体22侧延伸。

拨叉主体31上设置有旋转轴承33，在壳体1上设置有连接轴11。

旋转轴承33安装在连接轴11上，换档杆主体22位于拨叉槽322内，并能够沿着拨叉槽322滑动。

当进行选档操作时，操作换档杆2沿着壳体1的左右方向摆动进行选档，换档杆主体22沿着拨叉槽322左右滑动，拨叉3相对于连接轴11静止，此时角度传感器4不发出信号。

当进行换档操作时，操作换档杆2沿着壳体1的前后方向转动进行换档，换档杆2带动拨叉3绕连接轴11转动，在拨叉3的转动角度超过预设阈值时，角度传感器4向离合控制器发出分离信号，离合控制器控制离合分离。

较佳地，角度传感器4安装在连接轴11上，利于实时监测拨叉3转动角度。

较佳地，角度传感器4可以为霍尔式传感器，或电阻式传感器，或磁电式传感器，或变电抗式传感器。

较佳地，如图6所示，在换档杆主体22上设置有限位槽24。

拨叉端部32包括两个平行设置的延伸端321，拨叉槽322形成在两个延伸端321之间，每个延伸端321都位于限位槽24内，利于实现换档杆主体22与拨叉端部32之间的稳定连接，可以克服换档杆主体22从拨叉槽322中脱出。

较佳地，拨叉主体部31和拨叉端部32一体成型，提高了结构强度，延长了使用寿命。

较佳地，如图2所示，在壳体1内还设置有用于容置旋转的拨叉端部32的弧形限位槽12，弧形限位槽12起到限位和导向作用，利于维持拨叉端部32平稳转动。

如图7所示，本发明一实施例还提供一种手动换档器组件，包括用于控制离合分离和结合的离合控制器8，其还包括前述任一技术方案所述的手动换档器。

手动换档器中的角度传感器4与离合控制器8通信连接，可以为信号连接，也可以为电连接。

当进行选档操作时，操作换档杆2沿着壳体1的左右方向摆动进行选档，换档杆主体22沿着拨叉槽322左右滑动，拨叉3相对于连接轴11静止，此时角度传感器4不发出信号。

当进行换档操作时，操作换档杆2沿着壳体1的前后方向转动进行换档，换档杆2带动拨叉3绕连接轴11转动，在拨叉3的转动角度超过预设阈值时，角度传感器4向离合控制器8发出分离信号，离合控制器8控制离合9分离。

该手动换档器组件提高了系统的防错性能，也推动了手动变速器的智能化发展，降低了驾驶员的操作难度，并显著提升了驾驶安全性。

离合控制器8内部具有中央控制器81(cpu)、信号收集单元82和报警单元83。

信号收集单元82和报警单元83分别与中央控制器81通信连接。

信号收集单元82用于从角度传感器4接收信号，在接收到分离信号后，输出至中央控制器81，然后由中央控制器81控制离合9分离。

在角度传感器4向离合控制器8发出分离信号预设时间后，如果离合9还处于结合状态，则报警单元83发出报警提示，提醒驾驶员离合可能出现故障，提高了驾驶安全性能。

本发明技术方案提供的关于上述手动换档器组件的控制方法，包括如下步骤：

当进行选档操作时，操作换档杆沿着壳体的左右方向摆动进行选档，换档杆主体沿着拨叉槽左右滑动，拨叉相对于连接轴静止；

当进行换档操作时，操作换档杆沿着壳体的前后方向转动进行换档，换档杆带动拨叉绕连接轴转动，在拨叉的转动角度超过预设阈值时，角度传感器向离合控制器发出分离信号，离合控制器控制离合分离。

该控制方法，还包括如下步骤：在角度传感器向离合控制器发出分离信号预设时间后，如果离合还处于结合状态，则发出报警提示。

本发明提供的手动换档器、手动换档器组件及其控制方法，与传统的手动变速器排档器相比，其不仅能实现换档功能，而且能识别驾驶员的换档意图并转化为电信号输出。因该排档器内部零件连接均为机械连接，工作稳定性更高，换档意图响应输出更为直接，为离合器的自动化系统提供了更高效可靠的信号源，并兼顾零件的可靠性和通用性。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。