CN103133676A - 变速操纵装置、变速操纵系统以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速操纵装置，该变速操纵装置与继电器连接以选取挡位，其中，该变速操纵装置包括底座(10)，该底座(10)包括底板(11)，该底板(11)上设置有光源(13)和多个与所述继电器电连接的光电传感器(12)，每个所述光电传感器(12)对应一个挡位；和选通件(20)，所述选通件(20)能选择性地使所述光电传感器(12)接受所述光源(13)的照射。通过上述技术方案，本发明的变速操纵装置利用简单的控制结构来选择挡位以实现自动变速，从而使得汽车的变速操纵系统结构简单，操纵方便舒适，外形小巧美观，占用空间小，而且成本低廉。

Description

变速操纵装置、变速操纵系统以及汽车

技术领域

本发明涉及汽车的变速控制领域，具体地，涉及一种变速操纵装置。另外，本发明还涉及一种包括该变速操纵装置的变速操纵系统，以及一种包括该变速操纵系统的汽车。

背景技术

汽车的变速系统所实现的功能是汽车驱动车轮的转速和转矩适应汽车负载和道路条件变化的要求。汽车的变速系统主要包括相互连接的变速操纵系统和控制器，该变速操纵系统包括变速操纵装置和继电器，驾驶员操纵变速操纵装置，继电器通过变速操纵装置的动作来控制控制器。其中，现有的变速系统的变速操纵装置主要包括手动操纵和自动操纵等。

但是，现有的变速操纵装置的结构较为复杂，操纵不方便，而且体积大、质量重、成本高、安全性能低。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速操纵装置，该变速操纵装置利用简单的控制结构来实现变速控制。

为了实现上述目的，本发明提供一种变速操纵装置，该变速操纵装置与继电器连接以选取挡位，其中，该变速操纵装置包括

底座，该底座包括底板，该底板上设置有光源和多个与所述继电器电连接的光电传感器，每个所述光电传感器对应一个挡位；和

选通件，所述选通件能选择性地使所述光电传感器接受所述光源的照射。

优选地，所述光电传感器设置在以所述光源为圆心的圆周上，所述底板上还设置多个分别于所述光电传感器对应的挡位标线。

优选地，所述选通件套在所述光源外并能相对于所述底板旋转，所述选通件上还设置有导光孔，该导光孔能选择性地与所述光电传感器对应。

优选地，所述底板上还设置有通光件，该通光件设置在所述光源和所述选通件之间，所述光源的光线通过所述通光件在与各个所述光电传感器相对应的方向上产生不同的光信号。

优选地，所述通光件上形成有分别于所述光电传感器相对的、孔径不同的通光孔。

优选地，所述通光件上形成有分别于所述光电传感器相对的、宽度不同的通光格栅。

优选地，所述选通件还包括沿径向设置的导向管，在该导向管中设置有弹簧和定位球，所述底板上还设置有环状凸台，该环状凸台的内周面上形成有分别于所述光电传感器相对的挡位槽，所述定位球能够选择性地卡在所述挡位槽中。

优选地，所述变速操纵装置还包括旋钮件，该旋钮件与所述选通件(20)可拆卸地连接以控制所述选通件旋转。

优选地，所述环状凸台上形成有凸棱，所述旋钮件上设置有卡接部，该卡接部能够与凸棱相配合。

优选地，所述旋钮件的侧壁上设置有防滑槽。

优选地，所述旋钮件上设置有与所述导向管相对应的定位标线。

本发明的另一个目的是提供一种变速操纵系统，该变速操纵系统包括本发明的变速操纵装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种变速操纵系统，该变速操纵系统用于操纵控制器以进行换挡，所述变速操纵系统包括电连接的变速操纵装置和继电器，该继电器对控制器进行控制，其中，该变速操纵装置为本发明所述的变速操纵装置。

另外，本发明还有一个目的是提供一种汽车，该汽车包括本发明的变速操纵系统。

通过上述技术方案，本发明的变速操纵装置利用简单的控制结构来选择挡位以实现自动变速，从而使得汽车的变速操纵系统结构简单，操纵方便舒适，外形小巧美观，占用空间小，而且成本低廉。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明优选实施方式的变速操纵装置的示意图；

图2是根据本发明优选实施方式的变速操纵装置的分解示意图。

附图标记说明

10底座          11底板

12光电传感器    13光源

14环状凸台      15通光件

16挡位槽        20选通件

21导向管        22定位球

30旋钮件        31定位标线

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指图1中所示的方向，也就是本发明的变速操纵装置的通常的使用状态下的上方和下方。

本发明提供一种变速操纵装置，该变速操纵装置与继电器连接以选取挡位，其中，该变速操纵装置包括

底座10，该底座10包括底板11，该底板11上设置有多个与所述继电器电连接的光电传感器12和光源13，每个所述光电传感器12对应一个挡位；和

选通件20，所述选通件20能选择性地使所述光电传感器12接受所述光源13的照射。

本发明利用光电传感器12所检测到的光信号转换成电信号来判断所选择的挡位。底座10的底板11上设置有分别与多个挡位相对应的光电传感器12，选通件20选择性地使光源13的光线照射到某个光电传感器12上时，就能够产生与挡位相对应的电信号并传递到继电器。

根据不同光电传感器12的原理，该电信号可以是由于光照度不同而导致的电流或电压信号，也可以是通过光电开关而产生的开关量信号，本领域技术人员可以根据光电传感器12的选择和设置的不同而进行具体设计，并不需要付出创造性的劳动。

另外，选通件20的结构也可以根据光电传感器12的选型不同而应用本领域的任何的常用设计，该选通件20所起到的功能是使光源13选择性地照射光电传感器12。例如，光源13可以选择为单向照射的光源，而选通件20则用于控制光源13移动到相应的位置以照射所选挡位对应的光电传感器。或者，当利用如光电开关来实现本发明的挡位选择时，该选通件20可以设计成具有开孔的遮挡件，光源13透过开孔而照射选中挡位相对应的光电传感器12以接通光电开关，使得相应的电路接通，继电器通过多路开关既可以获得这一信号并确定驾驶员所选择的挡位。此处仅进行示例性的说明，并不对本发明的实施方式进行限制，其他优选实施方式将在下文中进行详细描述。

优选地，所述光电传感器12设置在以所述光源13为圆心的圆周上，所述底板11上还设置多个分别于所述光电传感器12对应的挡位标线。

在本优选实施方式中，多个光电传感器12围成圆形，光源13设置在该圆形的中心上，而且底板11上还设置多个分别与光电传感器12相对应的挡位标线。这样，光源13可以选用发散的光源，即能够在圆心的位置照射圆周方向上的每个光电传感器12，只需通过选通件20选择性地控制与每个光电传感器12相对应的光线能够通过并照射即可。

优选地，所述选通件20套在所述光源13外并能相对于所述底板11旋转，所述选通件20上还设置有导光孔，该导光孔能选择性地与所述光电传感器12对应。

本优选实施方式中提供了一种选通件20的优选实施方式，采用可旋转地选通件20，该选通件20套在光源13之外，并且设置有导光孔，光源13的光线可以通过该导光孔照射到光电传感器12上。这样，只需控制选通件20旋转，使得导光孔朝向与所选挡位相对应的光电传感器12即可。

优选地，所述底板11上还设置有通光件15，该通光件15设置在所述光源13和所述选通件20之间，所述光源13的光线通过所述通光件15在与各个所述光电传感器12相对应的方向上产生不同的光信号。

上文对通过光电传感器12构成的光电开关来实现本发明的技术方案的实施方式进行了详细的介绍。本优选实施方式中提供了另外一种实现该目的的方法，即在光源13和选通件20之间设置有通光件15，该通光件可以设置为与每个光电传感器12相对应的侧面上具有不同的表面属性，具体地，例如朝向每个光电传感器12的方向上的侧壁采用不同透光度的材料制成，这样就使得当光源13选择性地照射到与所选挡位相对应的光电传感器12时的光强度不同，这样各光电传感器12可以选择为相同种类，这样由于通光件15导致每个光电传感器12在接受照射时光线的强度等均不相同，从而导致产生的电流或电压信号不同，以此来判断驾驶员所选择的挡位。

优选地，所述通光件15上形成有分别于所述光电传感器12相对的、孔径不同的通光孔。优选地，所述通光件15上形成有分别于所述光电传感器相对的、宽度不同的通光格栅。

以上的实施方式说明，该通光件15主要起到使各个光电传感器12能够接收到同一光源13的不同的光信号的功能。以上例举了通过不同透光度的材料使得各个与光电传感器12相对应的方向上产生不同的光信号。另外，还可以在通光件15上设置有不同孔径的透光孔，通过孔径的不同来产生不同的透光率。或者能够在通光件15的朝向每个光电传感器12的方向上的侧壁上形成不同宽度的格栅，当光源13的光线通过格栅时能够形成不同的莫尔条纹，光电传感器接收光栅的信号而产生不同的额电信号。

以上所仅具体描述了优选的实施方式，本领域的任何适用的技术手段都可以应用到本发明中，本发明对此不作限制。

优选地，所述选通件20还包括沿径向设置的导向管21，在该导向管21中设置有弹簧和定位球22，所述底板11上还设置有环状凸台14，该环状凸台14的内周面上形成有分别于所述光电传感器12相对的挡位槽16，所述定位球22能够选择性地卡在所述挡位槽16中。

为了能够便于驾驶员控制上述选通件20，在本优选实施方式中，选通件20包括沿径向设置的导向管21，该径向指光电传感器12所围成的圆形的径向，并且该导向管21中设置有弹簧和定位球22，由于弹簧和定位球22设置在管中，该导向管21本身即对弹簧和导向球22形成限制，因此该定位球22、弹簧和选通件20可以依次连接在一起，也可以不连接。而且底板11上设置有环状凸台14，在环状凸台14的内周面上设置有与光电传感器12相对应的挡位槽16，定位球22可以随选通件20的转动沿环状凸台14的内周面滚动，以滚入或滚出该挡位槽16。

此处选择球体是因为球体的与环形凸台12的内周面之间为滚动摩擦，因此旋转旋钮体时所受到的摩擦阻力较小，比较容易操作。当然也可以利用滑块或者优选为具有球头的滑块来实现。

上述的变速操纵装置的结构使得在旋转选通件20的过程中，当定位球22进入挡位槽16中时，会在弹簧突然释放所产生的压力作用下撞击挡位槽16的内周面，从而产生响声，并且要使定位球22离开挡位槽16则需要较大的力量，该弹簧对挡位球22的压力不但能使挡位球22较为稳定的保持在挡位槽16中，而且会产生顿挫感，让驾驶员明显感知换挡动作。

当然本发明并不限于上述结构，现有技术中任何能够实现本发明的选挡定位功能，并且适应人体工学的结构都可以应用到本发明中。例如，环形凸台14的内周面也可以设计成锯齿形结构，以使得定位球22在不同的台阶面上时弹簧所承受的压力不同，同样能够实现上述功能。由于这种常用结构的简单替换对于本领域技术人员来说不需要付出创造性的劳动，因此不再赘述。

选通件20的导向管21和导光孔的位置关系可以根据需要任意设置，但是优选地将导向管21和导光孔相对应地设置，在如图1和图2所述的优选实施方式中，导向管21设置在导光孔的上方。

优选地，所述变速操纵装置还包括旋钮件30，该旋钮件30与所述选通件20可拆卸地连接以控制所述选通件20旋转。

为了便于操纵选通件20进行旋转已选择所需的挡位，在本优选实施方式中，变速操纵装置还包括旋钮件30，该旋钮件30与选通件20可拆卸地连接，这样驾驶员通过旋转旋钮件30就可以控制选通件20的导光孔与所选挡位相对应的光电传感器12相对应，从而产生相应的电信号。

在本优选实施方式中，变速操纵装置还包括用于控制选通件20旋转的旋钮件30，该旋钮件30与选通件20可拆卸地连接。以图2中所示的优选实施方式为例，在旋钮件30的下表面上形成凹槽部，而选通件20的上表面的相应位置形成有键，选通件20与旋钮件30通过上述键和凹槽部的配合而相互可拆卸地连接。

这样，驾驶员就可以通过旋转旋钮体30以带动选通件20旋转，以选择性地使光源13与相应挡位的光电传感器12连通。

优选地，所述环状凸台14上形成有凸棱，所述旋钮件30上设置有卡接部，该卡接部能够与凸棱相配合。

该旋钮件与环状凸台14连接，在本优选实施方式中，通过凸棱和卡接部配合的方式，通过该卡接部和凸棱之间的卡接配合就能够将旋钮件30可拆卸地固定在环状凸台14上，并能够限制旋钮件30在垂直方向上的位移。该卡接部可以为与环形凸台14的棱边相配合的凸棱。本发明的旋钮件30和环形凸台14之间的连接并不限于上述卡接部与凸棱之间的配合，现有技术中任何能够实现上述定位功能的都可以应用到本发明中。

另外，除了上述利用定位球22与挡位槽16相配合以进行选挡定位之外，还可以利用其它的方式。例如，所述环形凸台14上设置有与所述多个光电传感器12径向相对应的凹槽，所述旋钮件30上设置有能卡入所述凹槽中的弹簧片，所述弹簧片与所述选通件20的导光孔相对应。

由于弹簧片具有弹性，因此该弹簧片可以受力收缩变形以在所述环形凸台14的上表面上滑动，当滑动到所选挡位时，弹簧片在回复力的作用下恢复原来的伸长状态以卡在所述的凹槽中，发生碰撞的声响，从声音和受力的手感上提示驾驶员换挡的操作情况。这种结构不但能够使变速操纵装置稳定在驾驶员所选择的挡位上，而且在其弹力的作用下也能使驾驶员具有良好的操作感。

相应地，所述环形凸台14上设置有棱边，所述旋钮件30上形成有卡接件，该卡接件能够与该棱边相配合。为了更好地将旋钮件30固定在底座10上，在旋钮件30上设置有卡接件，环形凸台14上设置有棱边，通过该卡接件和棱边之间的卡接配合就能够将旋钮件30可拆卸地固定在底座10上，并能够限制旋钮件30在垂直方向上的位移。该卡接件可以为沿旋钮件30周缘设置的卡片或与环形凸台14的棱边相配合的凸棱。本发明的旋钮件30和环形凸台14之间的连接并不限于上述卡接件与棱边之间的配合，现有技术中任何能够实现上述定位功能的都可以应用到本发明中。

优选地，所述旋钮件30的侧壁上设置有防滑槽。该防滑槽的设置主要是为了便于驾驶员的操作，防止误操作的发生。

优选地，所述旋钮件30上设置有与所述导向管21相对应的定位标线31。

该定位标线31的作用是指示当前选挡件所选择的挡位，这样使挡位的选择更加直观和准确。

本发明还提供一种变速操纵系统，该变速操纵系统用于操纵控制器以进行换挡，所述变速操纵系统包括电连接的变速操纵装置和继电器，该继电器对控制器进行控制，其中，该变速操纵装置为本发明所述的变速操纵装置。

本发明的变速操纵系统包括变速操纵装置和继电器，驾驶员通过变速操纵装置选择所需要的挡位之后，将反应该挡位的信号传递到继电器，继电器对控制器进行控制，控制器根据反应驾驶员的这一操作意图的信号进行汽车的变速。其中，该变速操纵装置可以使用本发明所提供的上述变速操纵装置。

另外，本发明提供一种汽车，其中，该汽车包括本发明所述的变速操纵装置。利用上述的变速操纵装置进行换挡的汽车能够更加方便驾驶员的驾驶。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种变速操纵装置，该变速操纵装置与继电器连接以选取挡位，其特征在于，该变速操纵装置包括

底座(10)，该底座(10)包括底板(11)，该底板(11)上设置有光源(13)和多个与所述继电器电连接的光电传感器(12)，每个所述光电传感器(12)对应一个挡位；和

选通件(20)，所述选通件(20)能选择性地使所述光电传感器(12)接受所述光源(13)的照射。

2.根据权利要求1所述的变速操纵装置，其特征在于，所述光电传感器(12)设置在以所述光源(13)为圆心的圆周上，所述底板(11)上还设置多个分别于所述光电传感器(12)对应的挡位标线。

3.根据权利要求2所述的变速操纵装置，其特征在于，所述选通件(20)套在所述光源(13)外并能相对于所述底板(11)旋转，所述选通件(20)上还设置有导光孔，该导光孔能选择性地与所述光电传感器(12)对应。

4.根据权利要求2所述的变速操纵装置，其特征在于，所述底板(11)上还设置有通光件(15)，该通光件(15)设置在所述光源(13)和所述选通件(20)之间，所述光源(13)的光线通过所述通光件(15)在与各个所述光电传感器(12)相对应的方向上产生不同的光信号。

5.根据权利要求4所述的变速操纵装置，其特征在于，所述通光件(15)上形成有分别与所述光电传感器(12)相对的、孔径不同的通光孔。

6.根据权利要求4所述的变速操纵装置，其特征在于，所述通光件(15)上形成有分别于所述光电传感器相对的、宽度不同的通光格栅。

7.根据权利要求2或3所述的变速操纵装置，其特征在于，所述选通件(20)还包括沿径向设置的导向管(21)，在该导向管(21)中设置有弹簧和定位球(22)，所述底板(11)上还设置有环状凸台(14)，该环状凸台(14)的内周面上形成有分别与所述光电传感器(12)相对的挡位槽(16)，所述定位球(22)能够选择性地卡在所述挡位槽(16)中。

8.根据权利要求7所述的变速操纵装置，其特征在于，所述变速操纵装置还包括旋钮件(30)，该旋钮件(30)与所述选通件(20)可拆卸地连接以控制所述选通件(20)旋转。

9.根据权利要求8所述的变速操纵装置，其特征在于，所述环状凸台(14)上形成有凸棱，所述旋钮件(30)上设置有卡接部，该卡接部能够与凸棱相配合。

10.根据权利要求8所述的变速操纵装置，其特征在于，所述旋钮件(30)的侧壁上设置有防滑槽。

11.根据权利要求8所述的变速操纵装置，其特征在于，所述旋钮件(30)上设置有与所述导向管(21)相对应的定位标线(31)。

12.一种变速操纵系统，该变速操纵系统用于操纵控制器以进行换挡，所述变速操纵系统包括电连接的变速操纵装置和继电器，该继电器对控制器进行控制，其特征在于，该变速操纵装置为上述权利要求1-11中任意一项所述的变速操纵装置。

13.一种汽车，其特征在于，该汽车包括上述权利要求12所述的变速操纵装置。

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