本公开总体上涉及车辆领域，具体地，本公开涉及换挡助力装置和换挡系统，该换挡系统包括该换挡助力装置。
背景技术：
传统的车辆(例如载货重卡、中卡及轻卡、载客车辆等)变速箱换挡系统为满足换挡力要求，均多数采用加长换挡杆，通过采用放大换挡杆的杠杆作用来实现换挡力轻便的要求效果，但这种操作方式要求换挡操作的空间较大，在例如长时间操作的情况下，满足不了驾驶员日益增加的对换挡舒适性的要求。
随着社会发展，人民生活水平的提高，驾驶员对换挡操纵的舒适性有了更高的要求，满足换挡省力同时节省换挡操纵空间，适用该换挡需求产品的换挡助力器被应运而有了开发需求。
技术实现要素：
本实用新型的目的之一是提供一种换挡助力装置，其能够满足车辆换挡省力的要求。
本实用新型的另一个目的是提供一种换挡助力装置，其在满足车辆换挡省力的同时，还能够节省换挡操纵空间。
在本公开的一个方面中，提供一种换挡助力装置，其用于车辆的换挡系统，所述换挡助力装置包括：
输入控制轴，所述输入控制轴联接到所述换挡系统的换挡杆，以响应于所述换挡杆的动作而转动；
致动机构，所述致动机构联接到所述换挡系统的换挡构件；
加压流体流动路径，所述加压流体流动路径配置为从加压流体源接收加压流体并将加压流体供应到所述致动机构；以及
控制组件，所述控制组件设置在所述加压流体流动路径上，并且配置为控制加压流体通过所述加压流体流动路径从加压流体源到所述致动机构的流动，
其中所述控制组件至少部分地设置在所述输入控制轴上，并且响应于所述输入控制轴的转动而能够在中立位置和助力位置之间运动，在所述中立位置中，加压流体通过所述加压流体流动路径从加压流体源到所述致动机构的流动被切断，在所述助力位置中，加压流体通过所述加压流体流动路径从加压流体源流动到所述致动机构以启用所述致动机构。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述控制组件包括上控制元件和下控制元件，所述上控制元件固定到所述输入控制轴或者与所述输入控制轴一体地形成。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件上设置有连通腔体，所述连通腔体配置为与所述致动机构流体连通，所述上控制元件上设置有控制腔体，所述控制腔体配置为用于与加压流体源流体连通，当处于所述中立位置时，所述控制腔体不与所述连通腔体流体连通，当处于所述助力位置时，所述控制腔体与所述连通腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述上控制元件上设置有释放腔体，所述释放腔体与周围环境连通，当处于所述中立位置时，所述释放腔体与所述连通腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源和所述控制腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源流体连通，所述上控制元件上设置有接收腔体，所述接收腔体与所述输入腔体和所述控制腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述致动机构包括致动腔室和致动活塞，所述致动活塞联接到所述换挡系统的换挡构件，所述致动腔室与所述连通腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述助力位置包括第一助力位置和第二助力位置。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件上设置有第一连通腔体和第二连通腔体，所述第一连通腔体和第二连通腔体配置为与所述致动机构流体连通，所述上控制元件上设置有控制腔体，所述控制腔体配置为用于与加压流体源流体连通，当处于所述中立位置时，所述控制腔体不与所述第一连通腔体和第二连通腔体流体连通，当处于所述第一助力位置时，所述控制腔体与所述第一连通腔体流体连通而不与所述第二连通腔体流体连通，当处于所述第二助力位置时，所述控制腔体与所述第二连通腔体流体连通而不与所述第一连通腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述上控制元件上设置有第一释放腔体和第二释放腔体，所述第一释放腔体和第二释放腔体与周围环境连通，当处于所述中立位置时，所述第一释放腔体与所述第一连通腔体流体连通并且所述第二释放腔体与所述第二连通腔体流体连通，当处于所述第一助力位置时，所述第一释放腔体不与所述第一连通腔体流体连通并且所述第二释放腔体与所述第二连通腔体流体连通，当处于所述第二助力位置时，所述第一释放腔体与所述第一连通腔体流体连通并且所述第二释放腔体不与所述第二连通腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源和所述控制腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源流体连通，所述上控制元件上设置有接收腔体，所述接收腔体与所述输入腔体和所述控制腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述致动机构包括致动活塞以及第一致动腔室和第二致动腔室，所述致动活塞联接到所述换挡系统的换挡构件，所述第一致动腔室与所述第一连通腔体流体连通，所述第二致动腔室与所述第二连通腔体流体连通。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述换挡助力装置还包括偏置构件，所述偏置构件配置为将所述控制组件朝向所述中立位置偏置。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述换挡助力装置还包括输出操纵轴。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述下控制元件固定到所述输出操纵轴或者与所述输出操纵轴一体地形成。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述输出操纵轴直接地或间接地联接到所述换挡系统的换挡构件，并且所述输出操纵轴能够在非致动位置和致动位置之间运动，在所述非致动位置中，所述输出操纵轴不致动所述换挡构件，在所述致动位置中，所述输出操纵轴致动所述换挡构件。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述换挡助力装置设置有保护机构，所述保护机构配置为当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述保护机构能够引起所述输出操纵轴从所述非致动位置运动到致动位置。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述保护机构包括设置在所述上控制元件或所述输入控制轴上的第一保护构件和设置在所述下控制元件或所述输出操纵轴上的第二保护构件，当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述第一保护构件推动所述第二保护构件，以引起所述输出操纵轴从所述非致动位置运动到致动位置。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述第一保护构件为凹口的形式，所述凹口形成有限位面，所述第二保护构件为致动销的形式，所述致动销定位在所述凹口中，当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述凹口的限位面接触并推动所述致动销。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述第二保护构件为凹口的形式，所述凹口形成有限位面，所述第一保护构件为致动销的形式，所述致动销定位在所述凹口中，当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述致动销接触所述凹口的限位面并推动所述凹口。
在换挡助力装置的一个实施例中，所述输出操纵轴设置有配置为将所述输出操纵轴朝向所述非致动位置偏置的偏置构件。
在本公开的另一个方面中，提供一种换挡系统，其包括换挡杆和齿轮箱，所述换挡系统还包括如上所述的换挡助力装置，其中所述换挡杆联接到所述换挡助力装置的输入控制轴，所述齿轮箱的换挡构件联接到所述换挡助力装置的致动机构。
在换挡系统的一个实施例中，所述换挡杆通过传动机构联接到所述输入控制轴，所述传动机构配置为将所述换挡杆的运动转换为所述输入控制轴的转动。
附图说明
在结合附图阅读下文的具体实施方式后，将更好地理解本公开的多个方面，在附图中：
图1是根据本公开的实施例的换挡助力装置的剖视图；
图2是根据本公开的实施例的换挡助力装置的控制组件的分解透视图；
图3是根据本公开的实施例的换挡助力装置的致动机构的剖视图；
图4是根据本公开的实施例的换挡助力装置的局部剖视图；
图5是根据本公开的实施例的换挡助力装置的另一个剖视图；
图6是根据本公开的实施例的换挡助力装置的控制组件的操作示意图；以及
图7是根据本公开的实施例的换挡助力装置的控制组件的另一个操作示意图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。
应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在x和y之间”和“在大约x和y之间”应当解释为包括x和y。本说明书使用的用辞“在大约x和y之间”的意思是“在大约x和大约y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约x至y”的意思是“从大约x至大约y”。
在说明书中，称一个元件位于另一元件“上”、“附接”至另一元件、“连接”至另一元件、“耦合”至另一元件、或“接触”另一元件等时，该元件可以直接位于另一元件上、附接至另一元件、连接至另一元件、联接至另一元件或接触另一元件，或者可以存在中间元件。相对照的是，称一个元件“直接”位于另一元件“上”、“直接附接”至另一元件、“直接连接”至另一元件、“直接耦合”至另一元件、或“直接接触”另一元件时，将不存在中间元件。在说明书中，一个特征布置成与另一特征“相邻”，可以指一个特征具有与相邻特征重叠的部分或者位于相邻特征上方或下方的部分。
在说明书中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“高”、“低”等的空间关系用辞可以说明一个特征与另一特征在附图中的关系。应当理解的是，空间关系用辞除了包含附图所示的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，在附图中的装置倒转时，原先描述为在其它特征“下方”的特征，此时可以描述为在其它特征的“上方”。装置还可以以其它方式定向(旋转90度或在其它方位)，此时将相应地解释相对空间关系。
以下将参考附图，详细描述根据本公开的换挡助力装置以及包括该换挡助力装置的换挡系统。
换挡系统通常包括换挡杆和齿轮箱，换挡杆联接到齿轮箱的换挡构件。换挡杆由例如驾驶员操纵，使得换挡杆的动作引起换挡构件的运动而进行换挡。为了使得换挡杆操作省力，可以在换挡杆和齿轮箱之间设置换挡助力装置。
如图1所示，根据本公开的换挡助力装置1包括输入控制轴100，该输入控制轴100联接到换挡系统的换挡杆(图中未示出)。当驾驶员操纵换挡杆进行换挡时，换挡杆的运动传递到输入控制轴100而使得输入控制轴100进行相应的运动。
根据本公开的输入控制轴100能够绕其旋转轴线转动，并且可以在其端部处形成与旋转轴线大致垂直的盘状结构110。通常，驾驶员操纵换挡杆的动作使得换挡杆在各个挡位之间运动，例如从空挡运动到某个挡位等。这样的运动可能不会是转动。根据本公开的一个实施例，输入控制轴100可以设计成响应于换挡杆的动作而进行转动。在这种情况下，可以在换挡杆和输入控制轴100之间设置传动机构，该传动机构配置为将换挡杆的运动转换为输入控制轴100的转动。这样的传动机构可以采用现有技术中任何合适的传动机构，只需能够将换挡杆的运动转换为输入控制轴100的转动即可，因此在此不再赘述。
根据本公开的换挡助力装置1包括致动机构200(如图3所示)，该致动机构200联接到换挡系统的换挡构件，例如拨叉等，致动机构200在被致动时引起换挡构件的运动，以实现换挡系统的换挡操作。在一个实施例中，致动机构200致动腔室210和致动活塞220，致动活塞220联接到换挡构件230，如图3所示。致动机构200被致动时，致动活塞220带动换挡构件230进行运动。
根据本公开的换挡助力装置1可以通过加压流体来提供助力，可以利用车辆上已有的加压流体源，也可以采用单独的或专用的加压流体源。加压流体可以为例如加压气体，相应地，加压流体源可以是加压气体源，例如气泵等。本领域技术人员可以理解，加压流体也可以采用任何其它合适的流体，例如液压流体等。
加压流体被传递到致动机构200以启用或停用该致动机构200，为此，在换挡助力装置1中形成有加压流体流动路径，加压流体通过该加压流体流动路径从加压流体源传递到致动构件200。
根据本公开的换挡助力装置1包括控制组件300，该控制组件设置在加压流体流动路径中，用以控制加压流体通过该加压流体流动路径从加压流体源到致动构件200的流动。
根据本公开的一个实施例，控制组件300可以至少部分地设置在输入控制轴100上，这样可以使得换挡助力装置1更加紧凑，节省整个换挡助力装置1所需的空间。
控制组件300响应于输入控制轴100的转动而进行操作，例如选择性地打开和关闭加压流体流动路径，使加压流体能够流动到致动机构200的致动腔室210以推动致动活塞220，或者阻止加压流体流动到致动机构200。这样，在驾驶员操纵换挡杆时，换挡杆带动输入控制轴100转动，继而通过控制组件300的操作使得加压流体到达致动机构200，从而使得致动机构200的致动活塞220带动换挡构件230进行换挡操作。由于该换挡助力装置1的辅助，使得驾驶员仅需较小的力就能够操纵换挡杆仅需换挡，能够满足对换挡操纵的舒适性的更高要求。
根据本公开的控制组件300可以具有中立位置和助力位置，在操作期间，控制组件300能够响应于输入控制轴100的转动而在中立位置和助力位置之间运动或切换。当处于中立位置时，控制组件300将加压流体流动路径关闭，即阻止加压流体流动到致动机构200，使得致动机构200不会操纵换挡构件230。而当处于助力位置时，控制组件300将接通加压流体流动路径，使得加压流体能够流动到致动机构200，以便启用致动机构200来操纵换挡构件230。
在某些实施例中，根据本公开的控制组件300可以由至少两个部分构成，例如可以包括上控制元件310和下控制元件330。可以通过上控制元件310和下控制元件330之间的相互位置关系来实现中立位置和助力位置。上控制元件310可以相对于下控制元件330运动，由此实现中立位置和助力位置之间的切换。
上控制元件310可以设置在输入控制轴100上或者与输入控制轴100一体地形成，使得上控制元件310能够随着输入控制轴100的转动而相应地绕输入控制轴100的旋转轴线转动。例如，输入控制轴100的盘状结构110自身可以充当上控制元件310，上控制元件310所需的构造(如下文所述)可以直接形成在该盘状结构110上。在另一个实施例中，上控制元件310可以单独形成并固定到输入控制轴100上。
在一个实施例中，下控制元件330可以例如设置在换挡助力装置1的壳体上或者与该壳体一体地形成，由此在换挡操作期间，随着输入控制轴100的运动而改变与上控制元件310之间的相对定位，以实现中立位置和助力位置之间的切换。
根据本公开的某些实施例，换挡助力装置1还可以包括输出操纵轴400，在输出操纵轴400的末端可以形成有盘状结构410。输出操纵轴400可以与输入控制轴100相对地设置，使得输入控制轴100的盘状结构110和输出操纵轴400的盘状结构410彼此面对。此外，输入控制轴100的盘状结构110的形状可以与输出操纵轴400的盘状结构410的形状大致相似。
在具有输出操纵轴400的情况下，下控制元件330可以设置在输出操纵轴400上或者与输出操纵轴400一体地形成。例如，输出操纵轴400的盘状结构410自身可以充当下控制元件330，下控制元件330所需的构造(如下文所述)可以直接形成在该盘状结构410上。在另一个实施例中，下控制元件330可以单独形成并固定到输出操纵轴400上。
在图示实施例中，上控制元件310和下控制元件330均是单独形成的元件。上控制元件310和下控制元件330可以由相同的材料制成，例如均由陶瓷材料制成，也可以由不同的材料制成，这取决于实际应用设计的需要。
如图2所示，上控制元件310可以为板状或片状形式，具有大致扇形区段的形状。同样，下控制元件330可以为板状或片状形式，具有大致扇形区段的形状。上控制元件310和下控制元件330的形状可以大致类似，尺寸也可以大致相同或者略有不同。例如，如图6、7所示，上控制元件310形成为比下控制元件330大。本领域技术人员可以理解，以上所述的上控制元件310和下控制元件330的形状和尺寸仅仅是示例性的，上控制元件310和下控制元件330可以具有任何其它合适的形状和尺寸。
在输入控制轴100的盘状结构110上可以形成有容纳部，该容纳部构造成用来容纳上控制元件310并且使上控制元件310面向下控制元件330。在一个实施例中，输入控制轴100的容纳部的尺寸和形状可以与上控制元件310的形状和尺寸大致相似。
在输出操纵轴400的盘状结构410上可以形成有容纳部，该容纳部构造成用来容纳下控制元件330并且使下控制元件330面向上控制元件310。在一个实施例中，输出操纵轴400容纳部的尺寸和形状可以与下控制元件330的形状和尺寸大致相似。
如图1所示，输入控制轴100的盘状结构110和输出操纵轴400的盘状结构410彼此面对地设置，使得上控制元件310和下控制元件330彼此面对地设置并且彼此紧密地接触。在一个实施例中，输入控制轴100的盘状结构110和输出操纵轴400的盘状结构410可以彼此接触。当输入控制轴100响应于换挡杆的动作而转动时，上控制元件310相对于下控制元件330运动，由此使得控制组件300在助力位置和中立位置之间运动或切换。
在图示实施例中，如图2所示，上控制元件310上设置有控制腔体311，该控制腔体311构造成与加压流体源流体连通，使得来自加压流体源的加压流体能够进入该控制腔体311。下控制元件330上设置有连通腔体331，该连通腔体331构造成与致动机构200的致动腔室210流体连通，使得加压流体能够从连通腔体331流动到致动腔室210中。
在一个实施例中，上控制元件310上还可以设置有释放腔体312，该释放腔体312构造成与周围环境流体连通，以便于经由该释放腔体312释放加压流体。
在一个实施例中，为了便于加压流体从加压流体源流动到控制组件，可以设置有与加压流体源流体联接的阀500，该阀500具有阀体510，在阀体510中设置有通路520，该通路520与上控制元件310的控制腔体311流体连通，从而便于加压流体从加压流体源流动到控制腔体311。
此外，作为示例性实施例，在下控制元件330上可以设置有输入腔体332，在上控制元件310上可以设置有接收腔体313。输入腔体332与加压流体源流体连通，例如输入腔体332与通路520流体连通。接收腔体313与控制腔体311流体连通，例如可以经由通路314与控制腔体311流体连通，如图2所示。无论控制组件300处于中立位置还是助力位置，下控制元件330的输入腔体332始终与上控制元件310的接收腔体313流体连通，使得加压流体能够从挤压流体源流动到控制腔体311中。
为了加强密封作用，可以在加压流体所经过的加压流体流动路径上的各部件之间设置密封件。例如，可以在输入控制轴100的盘状结构110与输出操纵轴400的盘状结构410之间设置密封件(未示出)，可以在上控制元件310与下控制元件330之间设置密封件(未示出)，可以在下控制元件330与输出操纵轴400的盘状结构410之间设置密封件431，可以在输出操纵轴400的盘状结构410与阀体510之间设置密封件432，等等。密封件的设置可以采用本领域常用的方式，在此不再赘述。
另外，为了加强密封作用，在一个实施例中，可以设置有弹性构件130，该弹性构件130将输入控制轴100朝向输出操纵轴400偏置，继而使得上控制元件310紧密地压靠下控制元件330，以防止上控制元件310相对于下控制元件330运动期间加压流体的泄漏。
在一个实施例中，根据本公开的换挡助力装置1的控制组件300可以设置有偏置构件120，该偏置构件120构造成将控制组件300朝向中立位置偏置。在图示实施例中，偏置构件120设置在输入控制轴100的盘状结构110与输出操纵轴400的盘状结构410之间，当输入控制轴100转动时，克服偏置构件120的偏置力而使得控制组件300从中立位置朝向助力位置运动，当作用在输入控制轴100上的力消失时，偏置构件120的偏置力使得控制组件300从助力位置返回到中立位置。
当控制组件300处于中立位置时，上控制元件310的控制腔体311不与下控制元件330的连通腔体331连通，这样，加压流体从加压流体源通过加压流体流动路径到致动机构200的流动被中断或切断，加压流体不能够到达致动机构200的致动腔室210，从而无法推动致动活塞220，因此不进行换挡操作。当输入控制轴100转动而使得控制组件300从中立位置换切换到助力位置时，上控制元件310的控制腔体311与下控制元件330的连通腔体331连通，这样，加压流体从加压流体源、通过上控制元件310的控制腔体311、进入下控制元件330的连通腔体331，最后到达致动机构200的致动腔室210，从而能够推动致动活塞220进行换挡操作。
在上控制元件310设置有释放腔体312的情况下，当控制组件300处于中立位置时，释放腔体312与下控制元件330的连通腔体331连通，以便于致动机构200的致动腔室210中的加压流体释放到周围环境。
以下将详细描述根据本公开的另外的实施例，在这样的实施例中，控制组件300可以具有中立位置、第一助力位置和第二助力位置，控制组件300可以在中立位置与第一助力位置和第二助力位置之间切换或运动。
如图示实施例所示，下控制元件330的连通腔体331可以包括第一连通腔体331a和第二连通腔体331b。相应地，致动机构200的致动腔室210可以包括第一致动腔室210a和第二致动腔室210b，其中第一连通腔体331a与第一致动腔室210a流体连通，第二连通腔体331b与第二致动腔室210b流体连通。如图3所示，第一致动腔室210a和第二致动腔室210b可以通过例如分隔构件分隔开，致动活塞220可以连接到该分隔构件。当第一致动腔室210a中的压力大于第二致动腔室210b中的压力时，推动分隔构件并由此推动致动活塞220沿着朝向图3所示的右侧的方向移动。反之亦然，当第一致动腔室210a中的压力小于第二致动腔室210b中的压力时，推动分隔构件并由此推动致动活塞220沿着朝向图3所示的左侧的方向移动。
上控制元件310的释放腔体312可以包括第一释放腔体312a和第二释放腔体312b，第一释放腔体312a和第二释放腔体312b均与周围环境连通。如图2所示，在一个实施例中，控制腔体311可以具有大致弧形形状的构造，第一释放腔体312a和第二释放腔体312b布置在控制腔体311两侧。然而，包括图示实施例的这样的布置仅仅只是示例性的，本领域技术人员可以想到任何其它合适的布置形式。
当控制组件300处于中立位置时，上控制元件310的控制腔体311不与下控制元件330的第一连通腔体331a和第二连通腔体331b流体连通，使得加压流体不能够进入第一连通腔体331a和第二连通腔体331b并且由此不能够进入致动机构200的第一致动腔室210a和第二致动腔室210b。此时，上控制元件310的第一释放腔体312a和第二释放腔体312b分别与下控制元件330的第一连通腔体331a和第二连通腔体331b流体连通，使得致动机构200的第一致动腔室210a和第二致动腔室210b中的流体能够通过第一连通腔体331a和第二连通腔体331b继而通过第一释放腔体312a和第二释放腔体312b排出到周围环境。
结合图7所示，图7示出了控制组件300处于第一助力位置时上控制元件310和下控制元件330之间的位置关系。当输入控制轴100转动而使得控制组件300处于第一助力位置时，上控制元件310的控制腔体311与下控制元件330的第一连通腔体331a流体连通而不与第二连通腔体331b流体连通，使得加压流体能够进入第一连通腔体331a但不能够进入第二连通腔体331b，并且由此能够进入致动机构200的第一致动腔室210a但不能够进入第二致动腔室210b。此时，上控制元件310的第一释放腔体312a不与下控制元件330的第一连通腔体331a流体连通但第二释放腔体312b与第二连通腔体331b流体连通。由此，来自加压流体源的加压流体能够经由上控制元件310的控制腔体311、下控制元件330的第一连通腔体331a而进入致动机构200的第一致动腔室210a，同时第二致动腔室210b中的流体能够通过第二连通腔体331b继而通过第二释放腔体312b排出到周围环境，从而推动致动活塞220沿着朝向图3所示的右侧的方向移动。
结合图6所示，图6示出了控制组件300处于第二助力位置时上控制元件310和下控制元件330之间的位置关系。当输入控制轴100转动而使得控制组件300处于第二助力位置时，上控制元件310的控制腔体311不与下控制元件330的第一连通腔体331a流体连通而与第二连通腔体331b流体连通，使得加压流体不能够进入第一连通腔体331a但能够进入第二连通腔体331b，并且由此不能够进入致动机构200的第一致动腔室210a但能够进入第二致动腔室210b。此时，上控制元件310的第一释放腔体312a与下控制元件330的第一连通腔体331a流体连通但第二释放腔体312b不与第二连通腔体331b流体连通。由此，来自加压流体源的加压流体能够经由上控制元件310的控制腔体311、下控制元件330的第二连通腔体331b而进入致动机构200的第二致动腔室210b，同时第一致动腔室210a中的流体能够通过第一连通腔体331a继而通过第一释放腔体312a排出到周围环境，从而推动致动活塞220沿着朝向图3所示的左侧的方向移动。
在换挡助力装置1的操作过程中，可能出现故障导致换挡助力装置1失效，例如加压流体源断开、加压流体流动路径堵塞等等。为了使得在换挡助力装置1在失效的情况下也能够实现换挡操作，根据本公开的换挡助力装置1可以设置有保护机构600。
如图4所示，输出操纵轴400可以直接地联接到换挡系统的换挡构件230，或者可以通过例如联接构件450联接到换挡构件230。在设置有保护机构600的情况下，输出操纵轴400可以在非致动位置和致动位置之间运动。当换挡助力装置1正常操作时，输出操纵轴400受到换挡构件230的限制而保持在非致动位置，或者输出操纵轴400设置有偏置构件，该偏置构件构造成将输出操纵轴400朝向非致动位置偏置。在致动位置中，输出操纵轴400可以操纵换挡构件230进行换挡操作。
保护机构600构造成在换挡助力装置1失效或非正常操作的情况下，能够响应于换挡杆的操作而使输出操纵轴400从非致动位置运动到致动位置。例如，在换挡助力装置1失效或非正常操作的情况下，驾驶员推动换挡杆进行换挡，换挡杆带动输入控制轴100转动，使得上控制元件310相对于下控制元件330运动(即从中立位置运动到助力位置)，此时由于换挡助力装置1失效的缘故而使得加压流体不能够正常到达致动机构200的致动腔室210来驱动致动活塞220，而当驾驶员进一步推动换挡杆时，输入控制轴100进一步转动，上控制元件310进一步相对于下控制元件330运动(即从助力位置进一步向前运动)，激活或启用保护机构600，以使输出操纵轴400从非致动位置运动到致动位置。
如图4和5所示，在根据本公开的一个实施例中，保护机构600包括第一保护构件610和第二保护构件620。第一保护构件610可以设置在例如输入控制轴100上，或者可以设置在上控制元件310上。在图示实施例中，第一保护构件610为凹口的形式，设置在输入控制轴100的盘状结构110上。第二保护构件620可以设置在例如输出操纵轴400上，或者可以设置在下控制元件330上。在图示实施例中，第二保护构件620为致动销的形式，设置在输出操纵轴400的盘状结构410上。
如图所示，为凹口形式的第一保护构件610形成有限位面611。当输出操纵轴400处于非致动位置时，第二保护构件620定位在第一保护构件610中，即致动销定位在凹口中，但致动销与凹口(更具体地，与凹口的限位面611)彼此不接触，使得保护机构600不起作用。当驾驶员进一步推动换挡杆时，输入控制轴100进一步转动，由此凹口的限位面611接触并推动致动销，使输出操纵轴400从非致动位置运动到致动位置。
如图5所示，为凹口形式的第一保护构件610可以形成有第一限位面611a和第二限位面611b。当输出操纵轴400处于非致动位置时，第一限位面611a和第二限位面611b均不与致动销接触。当驾驶员进一步推动换挡杆时，输入控制轴100进一步转动使控制组件从第一助力位置进一步运动，由此凹口的第一限位面611a接触并推动致动销，使输出操纵轴400从非致动位置运动到致动位置。或者当驾驶员进一步推动换挡杆时，输入控制轴100进一步转动使控制组件从第二助力位置进一步运动，由此凹口的第二限位面611b接触并推动致动销，使输出操纵轴400从非致动位置运动到致动位置。
本领域技术人员可以理解，上述构造仅仅是示例性的，任何其它合适的构造也是可能的，例如第一保护构件610可以为致动销的形式，而第二保护构件620可以为凹口的形式，在这种情况下，保护机构600的操作原理和过程仍然与上述实施例类似。
虽然已经描述了本公开的示范实施例，但是本领域技术人员应当理解的是，在本质上不脱离本公开的精神和范围的情况下能够对本公开的示范实施例进行多种变化和改变。因此，所有变化和改变均包含在权利要求所限定的本公开的保护范围内。本公开由附加的权利要求限定，并且这些权利要求的等同物也包含在内。
1.一种换挡助力装置，其用于车辆的换挡系统，其特征在于，所述换挡助力装置包括：
输入控制轴，所述输入控制轴联接到所述换挡系统的换挡杆，以响应于所述换挡杆的动作而转动；
致动机构，所述致动机构联接到所述换挡系统的换挡构件；
加压流体流动路径，所述加压流体流动路径配置为从加压流体源接收加压流体并将加压流体供应到所述致动机构；以及
控制组件，所述控制组件设置在所述加压流体流动路径上，并且配置为控制加压流体通过所述加压流体流动路径从加压流体源到所述致动机构的流动，
其中所述控制组件至少部分地设置在所述输入控制轴上，并且响应于所述输入控制轴的转动而能够在中立位置和助力位置之间运动，在所述中立位置中，加压流体通过所述加压流体流动路径从加压流体源到所述致动机构的流动被切断，在所述助力位置中，加压流体通过所述加压流体流动路径从加压流体源流动到所述致动机构以启用所述致动机构。
2.根据权利要求1所述的换挡助力装置，其特征在于，所述控制组件包括上控制元件和下控制元件，所述上控制元件固定到所述输入控制轴或者与所述输入控制轴一体地形成。
3.根据权利要求2所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件上设置有连通腔体，所述连通腔体配置为与所述致动机构流体连通，所述上控制元件上设置有控制腔体，所述控制腔体配置为用于与加压流体源流体连通，当处于所述中立位置时，所述控制腔体不与所述连通腔体流体连通，当处于所述助力位置时，所述控制腔体与所述连通腔体流体连通。
4.根据权利要求3所述的换挡助力装置，其特征在于，所述上控制元件上设置有释放腔体，所述释放腔体与周围环境连通，当处于所述中立位置时，所述释放腔体与所述连通腔体流体连通。
5.根据权利要求3所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源和所述控制腔体流体连通。
6.根据权利要求3所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源流体连通，所述上控制元件上设置有接收腔体，所述接收腔体与所述输入腔体和所述控制腔体流体连通。
7.根据权利要求3所述的换挡助力装置，其特征在于，所述致动机构包括致动腔室和致动活塞，所述致动活塞联接到所述换挡系统的换挡构件，所述致动腔室与所述连通腔体流体连通。
8.根据权利要求4所述的换挡助力装置，其特征在于，所述致动机构包括致动腔室和致动活塞，所述致动活塞联接到所述换挡系统的换挡构件，所述致动腔室与所述连通腔体流体连通。
9.根据权利要求2所述的换挡助力装置，其特征在于，所述助力位置包括第一助力位置和第二助力位置。
10.根据权利要求9所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件上设置有第一连通腔体和第二连通腔体，所述第一连通腔体和第二连通腔体配置为与所述致动机构流体连通，所述上控制元件上设置有控制腔体，所述控制腔体配置为用于与加压流体源流体连通，当处于所述中立位置时，所述控制腔体不与所述第一连通腔体和第二连通腔体流体连通，当处于所述第一助力位置时，所述控制腔体与所述第一连通腔体流体连通而不与所述第二连通腔体流体连通，当处于所述第二助力位置时，所述控制腔体与所述第二连通腔体流体连通而不与所述第一连通腔体流体连通。
11.根据权利要求9所述的换挡助力装置，其特征在于，所述上控制元件上设置有第一释放腔体和第二释放腔体，所述第一释放腔体和第二释放腔体与周围环境连通，当处于所述中立位置时，所述第一释放腔体与所述第一连通腔体流体连通并且所述第二释放腔体与所述第二连通腔体流体连通，当处于所述第一助力位置时，所述第一释放腔体不与所述第一连通腔体流体连通并且所述第二释放腔体与所述第二连通腔体流体连通，当处于所述第二助力位置时，所述第一释放腔体与所述第一连通腔体流体连通并且所述第二释放腔体不与所述第二连通腔体流体连通。
12.根据权利要求10所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源和所述控制腔体流体连通。
13.根据权利要求10所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件上设置有输入腔体，所述输入腔体配置为用于与加压流体源流体连通，所述上控制元件上设置有接收腔体，所述接收腔体与所述输入腔体和所述控制腔体流体连通。
14.根据权利要求10所述的换挡助力装置，其特征在于，所述致动机构包括致动活塞以及第一致动腔室和第二致动腔室，所述致动活塞联接到所述换挡系统的换挡构件，所述第一致动腔室与所述第一连通腔体流体连通，所述第二致动腔室与所述第二连通腔体流体连通。
15.根据权利要求11所述的换挡助力装置，其特征在于，所述致动机构包括致动活塞以及第一致动腔室和第二致动腔室，所述致动活塞联接到所述换挡系统的换挡构件，所述第一致动腔室与所述第一连通腔体流体连通，所述第二致动腔室与所述第二连通腔体流体连通。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的换挡助力装置，其特征在于，所述换挡助力装置还包括偏置构件，所述偏置构件配置为将所述控制组件朝向所述中立位置偏置。
17.根据权利要求2-15中任一项所述的换挡助力装置，其特征在于，所述换挡助力装置还包括输出操纵轴。
18.根据权利要求17所述的换挡助力装置，其特征在于，所述下控制元件固定到所述输出操纵轴或者与所述输出操纵轴一体地形成。
19.根据权利要求18所述的换挡助力装置，其特征在于，所述输出操纵轴直接地或间接地联接到所述换挡系统的换挡构件，并且所述输出操纵轴能够在非致动位置和致动位置之间运动，在所述非致动位置中，所述输出操纵轴不致动所述换挡构件，在所述致动位置中，所述输出操纵轴致动所述换挡构件。
20.根据权利要求19所述的换挡助力装置，其特征在于，所述换挡助力装置设置有保护机构，所述保护机构配置为当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述保护机构能够引起所述输出操纵轴从所述非致动位置运动到致动位置。
21.根据权利要求20所述的换挡助力装置，其特征在于，所述保护机构包括设置在所述上控制元件或所述输入控制轴上的第一保护构件和设置在所述下控制元件或所述输出操纵轴上的第二保护构件，当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述第一保护构件推动所述第二保护构件，以引起所述输出操纵轴从所述非致动位置运动到致动位置。
22.根据权利要求21所述的换挡助力装置，其特征在于，所述第一保护构件为凹口的形式，所述凹口形成有限位面，所述第二保护构件为致动销的形式，所述致动销定位在所述凹口中，当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述凹口的限位面接触并推动所述致动销。
23.根据权利要求21所述的换挡助力装置，其特征在于，所述第二保护构件为凹口的形式，所述凹口形成有限位面，所述第一保护构件为致动销的形式，所述致动销定位在所述凹口中，当所述控制组件响应于所述输入控制轴的转动而从中立位置运动到助力位置之后进一步运动时，所述致动销接触所述凹口的限位面并推动所述凹口。
24.根据权利要求20所述的换挡助力装置，其特征在于，所述输出操纵轴设置有配置为将所述输出操纵轴朝向所述非致动位置偏置的偏置构件。
25.一种换挡系统，其包括换挡杆和齿轮箱，其特征在于，所述换挡系统还包括根据权利要求1-24中任一项所述的换挡助力装置，其中所述换挡杆联接到所述换挡助力装置的输入控制轴，所述齿轮箱的换挡构件联接到所述换挡助力装置的致动机构。
26.根据权利要求25所述的换挡系统，其特征在于，所述换挡杆通过传动机构联接到所述输入控制轴，所述传动机构配置为将所述换挡杆的运动转换为所述输入控制轴的转动。
技术总结