[发明专利]主动回位的换挡装置及使用该换挡装置的换挡方法

说明书

本发明涉及一种主动回位的换挡装置及使用该换挡装置的换挡方法，所述装置包括：换挡杆单元，其通过外部的操作力从初始位置转变到操作位置，换挡杆单元连接有回位机构，使得换挡杆单元在去除操作力之后能够返回到初始位置；主动齿轮，其与换挡杆单元接合，使得主动齿轮随着换挡杆单元的运动而转动；以及从动齿轮，其与主动齿轮的外齿相啮合，并且从动齿轮与换挡缆索连接以通过主动齿轮的转动来推动或拉动换挡缆索，从而实现挡位的变换；换挡杆单元通过棘爪与主动齿轮接合，棘爪具有第一接合位置和第二接合位置。本发明在保留机械换挡的稳定性的同时，能够实现如同电子换挡的换挡模式。

技术领域

本发明涉及一种主动回位的换挡装置及使用该换挡装置的换挡方法，具体地，本发明涉及这样一种换挡装置，其在保留机械换挡的稳定性的同时，能够实现如同电子换挡(SBW,shift by wire)的换挡模式。

背景技术

目前，大多数车辆采用的是机械换挡，例如SBC(shift by cable)换挡系统，机械换挡是通过机械结构的传动来实现挡位的切换，其具有良好的稳定性和可靠性。

随着车辆的智能化和科技化的发展，电子换挡(SBW)出现在了一些高端豪华轿车上，顾名思义电子换挡是运用电控操作来实现挡位切换，而不需要机械传动机构。在电子换挡的换挡模式下，驾驶员只需要轻轻向前推或者向后拉换挡杆，就能够完成各个档位的切换，并且在换挡完成后，换挡杆会自动返回到初始位置。

电子换挡的优点是减小了驾驶员的操作力度，让换挡动作更为轻松舒适，而且电子换挡杆的外观更具有科技感。相对于机械换挡，应用SBW时，变速器需要增加执行器，线束系统也要做相应改变，这也使电子换挡系统的成本相对更高。此外，电子换挡依赖的是电信号控制，这也导致了其相对于机械换挡来说稳定性和可靠性较差，存在一定的安全隐患，例如断电及电路故障时车辆无法正常使用。

发明内容

本发明提供了一种主动回位的换挡装置及使用该换挡装置的换挡方法，其在保留机械换挡的稳定性的同时，能够实现如同电子换挡的换挡模式。

在一方面，本发明提供一种主动回位的换挡装置，其包括：换挡杆单元，其通过外部的操作力从初始位置转变到操作位置，所述换挡杆单元连接有回位机构，使得所述换挡杆单元在去除所述操作力之后能够返回到初始位置；主动齿轮，其与所述换挡杆单元接合，使得所述主动齿轮随着所述换挡杆单元的运动而转动；以及从动齿轮，其与所述主动齿轮的外齿相啮合，并且所述从动齿轮与换挡缆索连接以通过主动齿轮的转动来推动或拉动所述换挡缆索，从而实现挡位的变换。其中，所述换挡杆单元通过棘爪与所述主动齿轮接合，所述棘爪具有第一接合位置和第二接合位置。其中，当所述棘爪在第一接合位置与所述主动齿轮接合时，所述主动齿轮可以在施加到所述换挡杆单元的第一方向的操作力作用下沿逆时针方向转动，使得所述从动齿轮沿顺时针方向转动以推动所述换挡缆索。其中，当所述棘爪在第二接合位置与所述主动齿轮接合时，所述主动齿轮可以在施加到所述换挡杆单元的第二方向的操作力作用下沿顺时针方向转动，使得所述从动齿轮沿逆时针方向转动以拉动所述换挡缆索。

根据本发明的一个优选实施方案，所述换挡杆单元可以包括：把手，其安装在换挡杆的上部；以及转盘机构，其包括转盘本体和设置在所述转盘本体的第一轴向侧面上的转盘轴，所述转盘轴与所述换挡杆的下部连接。其中，在施加到所述把手的相对于初始位置向前的操作力作用下所述转盘机构沿逆时针方向转动；其中，在施加到所述把手的相对于初始位置向后的操作力作用下所述转盘机构沿顺时针方向转动。

根据本发明的另一个优选实施方案，所述回位机构可以包括固定设置在所述转盘机构外侧的导引件和回位弹性触头，所述导引件面向所述转盘机构的侧面设置有第一导引沟槽、第二导引沟槽和定位槽，所述定位槽设置在所述第一导引沟槽与所述第二导引沟槽之间且与二者衔接，所述回位弹性触头的一端与所述转盘机构弹性地接合，所述回位弹性触头的另一端在所述转盘机构未转动时通过弹性力定位在所述定位槽中。