CN104712753B - 电动车换挡器总成 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电动车换挡器总成，包括换挡杆和挡位盒，挡位盒内设有锁止机构，锁止机构包括中间旋转轴，中间旋转轴上固定连接有第一单向轴承、第二单向轴承和传动齿轮，第一单向轴承与第二单向轴承止转方向相反，第一单向轴承和第二单向轴承外圆设有制动齿盘，第一单向轴承和第二单向轴承外圆制动齿盘一侧分别设有第一制动爪和第二制动爪，第一制动爪和第二制动爪后端分别设有电磁铁，两电磁铁底部设有散热器，两制动爪下端还分别设有压紧弹簧，散热器固定于挡位盒底部；换挡杆底部设有扇形齿轮，扇形齿轮上设有光电开关，扇形齿轮与传动齿轮啮合设置。该换挡器总成，结构简单、操作灵活，防止误操作的发生，提高了行驶安全性。

Description

电动车换挡器总成

技术领域

本发明涉及汽车换挡技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车上的换挡器总成。

背景技术

随着国家能源与环境保护战略的深入实施，汽车工业产业结构升级和动力系统电动化的战略转型势在必行。

目前，国内电动汽车换挡器大都没有防误操作锁止功能，部分有锁止功能的也只能锁止P挡，而无法对其他挡位进行锁止，操作时容易产生误操作，发生交通事故，严重危害人生与财产安全。

发明内容

为克服现有电动汽车换挡器没有锁止功能的技术缺陷，提高行车安全性，本发明提出一种用于电动汽车上的换挡器总成。

为此，本发明的技术方案为：电动车换挡器总成，包括换挡杆和挡位盒，挡位盒由前盖和后盖组成，挡位盒上设有系统接口，挡位盒前、后盖内壁分别对应设有螺栓支撑孔和轴承定位孔，挡位盒后盖内壁还设有挡位定位槽，其特征在于：

在挡位盒内部设有锁止机构，所述锁止机构包括中间旋转轴，中间旋转轴两端分别通过一轴承进行支撑，两轴承分别对应固定在挡位盒前、后盖上的轴承定位孔中，在中间旋转轴上依次固定连接有第一单向轴承、第二单向轴承和传动齿轮，第一单向轴承与第二单向轴承止转方向相反，第一单向轴承和第二单向轴承外圆分别设有制动齿盘，在第一单向轴承外圆制动齿盘和第二单向轴承外圆制动齿盘一侧分别对应设有第一制动爪和第二制动爪，第一制动爪呈压紧方向向上设置，第二制动爪呈压紧方向向下设置，两制动爪并列穿插在挡位盒内部的支撑轴上，在第一制动爪和第二制动爪后端分别设有电磁铁，两电磁铁底部对应设有散热器，在两制动爪下端还分别设有一压紧弹簧，两压紧弹簧下端支撑在散热器上，散热器固定在挡位盒底部；

在换挡杆下部设有扇形齿轮，扇形齿轮齿盘上设有光栅，光栅上对应设有光电开关，光电开关通过电路板连接在电路控制系统中，电路板固定在挡位盒前盖上；装配时使扇形齿轮齿部与所述传动齿轮啮合设置，并在换挡杆杆部下端通过装入钢球及弹簧使其压紧在挡位盒内的挡位定位槽中，换挡杆上端从挡位盒中露出。

对于上述技术方案的一种改进在于：为防止换挡器发生故障导致车辆无法运行，在所述第二制动爪上设有压紧螺杆，压紧螺杆上端伸出挡位盒部分设有螺帽构成手动解锁装置，使换挡器能够解除锁止，保证车辆临时移动。

有益效果：

本发明利用中间旋转轴承作为支撑轴，在中间旋转轴承上依次固定两单向轴承及一传动齿轮，两单向轴承止转方向相反，每一个单向轴承由一制动爪控制其旋转，两制动爪呈压紧方向相反方向进行设置，每个制动爪再由一电磁铁和一压紧弹簧控制其压紧或松开，以此构成换挡器锁止机构；同时在换挡杆上设置一扇形齿轮，将该扇形齿轮与锁止机构中的传动齿轮啮合设置，使换挡杆与锁止机构形成联动，从而构成换挡器总成。该换挡器总成可实现三种锁止状态，即：当其中一个单向轴承锁止，换挡器仅能够向一个方向换挡；当两个单向轴承均不锁止，换挡器可以前后任意换挡；当两个单向轴承均锁止，换挡器被固定在当前位置；使用时，根据车辆的运行状态控制两电磁铁的通断，以此实现换挡杆挡位变换与锁止功能，当整车电源关闭或意外失电后，换挡器仅能够向一个方向换挡，可以从其他挡位换至P挡，进入P挡后被锁止。该换挡器总成，结构简单、操作灵活，通过扇形齿轮，放大制动力矩，增大锁止力，防止误操作的发生，大大提高了车辆的行驶安全性。

附图说明

图1为本发明的外部结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为图2的主视图；

图4为本发明中的锁止机构结构示意图；

图5为本发明的装配结构示意图；

图6为本发明中的挡位盒后盖内部结构示意图；

图7为本发明中的光电开关装配结构示意图；

图8为本发明中第一制动爪与第二制动爪工作状态图。

图中标号为：1、换挡杆；2、挡位盒；3、系统接口；4、中间旋转轴；5、轴承；6、第一单向轴承；7、第二单向轴承；8、传动齿轮；9、第一制动爪；10、第二制动爪；11、第一电磁铁；12、第二电磁铁；13、压紧弹簧；14、散热器；15、扇形齿轮；16、光电开关；17、电路板；18、螺栓支撑孔；19、轴承定位孔；20、挡位定位槽；21、手动解锁装置；22、光栅。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种电动车换挡器总成，包括换挡杆1和挡位盒2，所述挡位盒2由前盖和后盖组成，在挡位盒2的前、后盖后端对应留有一个系统接口3，系统接口与电路控制系统连接；在挡位盒2的前、后盖内壁分别对应注塑有螺栓支撑孔18和轴承定位孔19，在挡位盒2的后盖内壁还设置有挡位定位槽20(如图6所示)；在挡位盒2内部安装有锁止机构，所述锁止机构包括中间旋转轴4，装配时将中间旋转轴4的前后两端分别通过一轴承5进行支撑，然后将两轴承5分别对应套装在挡位盒前、后盖上的轴承定位孔19中，以对中间旋转4进行支撑；在中间旋转轴4上从后向前依次固定连接一个第一单向轴承6、一个第二单向轴承7和一个传动齿轮8，装配时将第一单向轴承6与第二单向轴承7的止转方呈相反方向进行布置，并将第一单向轴承6和第二单向轴承7的外圆分别注塑成齿盘结构从而形成制动齿盘；同时，在第一单向轴承6外圆制动齿盘和第二单向轴承7外圆制动齿盘的右侧分别对应安装一个第一制动爪9和一个第二制动爪10，将第一制动爪9呈压紧方向向上进行设置，将第二制动爪10呈压紧方向向下进行设置，并将两制动爪并列穿插在挡位盒内部的支撑轴上；在第一制动爪9的后端下方对应安装一个第一电磁铁11，在第二制动爪10的后端下方对应安装一个第二电磁铁12，在两电磁铁的底部对应安装一个散热器14，两电磁铁分别通过一螺钉固定在散热器上，使用时通过散热器对两电磁铁进行散热，降低其工作温度，延长使用寿命；同时，在第一制动爪9和第二制动爪10的下端分别垂直固定连接一根压紧弹簧13，通过与电磁铁配合使用，使制动爪9形成得电制动，制动爪10形成失电制动，将两根压紧弹簧的下端分别支撑在散热器14上，最后将散热器14卡接在挡位盒2的底部；在换挡杆1的下部注塑成一个扇形齿轮15，扇形齿轮15的齿盘上加工有光栅22，在光栅22上对应安装有光电开关16，装配时将光电开关16通过电路板17连接在电路控制系统中，并将电路板17通过螺钉固定连接在挡位盒前盖上（如图7所示）；采用光电开关作为挡位位置信号的采集元件，避免了与其他部件的接触，无磨损，以此延长使用寿命；装配时，将扇形齿轮15的齿部与所述中间旋转轴4上连接的传动齿轮8相啮合，使换挡杆与整个锁止机构形成联动，同时，在换挡杆1的杆部下端定位孔中装入钢球及弹簧，使换挡杆的杆部下端压紧在挡位盒内的挡位定位槽20中，从而使换挡杆在挡位定位槽中拨动时具有挡位感，最后将换挡杆1的上端从挡位盒2的顶端露出；零部件装配好后通过螺栓将挡位盒的前后盖固定为一体。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，为防止换挡器发生故障导致车辆无法运行，在所述第二制动爪10的后端通过螺纹固定连接一个压紧螺杆，在压紧螺杆上端伸出挡位盒部分固定一个螺帽从而构成一个手动解锁装置21，该换挡器失效后通过拧紧螺杆使第二制动爪10松开，使换挡器解除锁止，实现车辆临时移动。

该换挡器能够根据车辆的停止或行驶状态，提前对第一制动爪和第二制动爪上对应的电磁铁进行通电或断电控制，使其处于某种锁止状态，防止误操作情况发生。

如图8所示，为本实施例中第一制动爪与第二制动爪的工作状态图，设定第一制动爪为A，第二制动爪为B（其中字母下方加下划线代表与其对应的电磁铁得电工作，字母下方不加下划线代表与其对应的电磁铁失电不工作），则A、B工作状态如下：

该换挡器总成使用时，能够实现以下策略：

1）当N→R，根据车辆的移动状态控制电磁铁工作：

①当车辆静止时，踩下制动踏板，换挡器允许N-R换挡，车辆开始倒车；

②当车辆前进时，当车速大于20公里时，换挡器阻止N-R换挡，并网络报错；

③当车辆后退时，换挡器允许N-R换挡，车辆继续倒车。

2）当N→D，根据车辆的移动状态控制电磁铁工作：

①当车辆静止时，换挡器允许N-D换挡，车辆开始前进；

②当车辆前进时，换挡器允许N-D换挡，车辆继续前进；

③当车辆后退时，当车速大于20公里，换挡器阻止N-D换挡，并网络报错。

3）当R→N或D→N，直接将换挡杆拨至N挡位位置，让车辆滑行，即进入N挡，不设限。

4）P挡无论是挂入还是摘出，必须踩下制动踏板，踩下后可对P挡进行挂入或摘出动作。

本发明利用中间旋转轴承作为支撑轴，在中间旋转轴承上依次固定两单向轴承及一传动齿轮，两单向轴承止转方向相反，每一个单向轴承由一制动爪控制其旋转，两制动爪呈压紧方向相反方向进行设置，每个制动爪再由一电磁铁和一压紧弹簧控制其压紧或松开，以此构成换挡器锁止机构（其中制动爪9为得电制动，制动爪10为失电制动）；同时在换挡杆上设置一扇形齿轮，将该扇形齿轮与锁止机构中的传动齿轮啮合设置，使换挡杆与锁止机构形成联动，从而构成换挡器总成。该换挡器总成可实现三种锁止状态，即：当其中一个单向轴承锁止，换挡器仅能够向一个方向换挡；当两个单向轴承均不锁止，换挡器可以前后任意换挡；当两个单向轴承均锁止，换挡器被固定在当前位置；使用时，根据车辆的运行状态控制两电磁铁的通断，以此实现换挡杆挡位变换与锁止功能；当整车电源关闭或意外失电后，由于制动爪10为失电制动，使单向轴承7被制动，此时换挡器仅能够向一个方向换挡，可以从其他挡位换至P挡，进入P挡后被锁止。该换挡器总成，结构简单、操作灵活，通过扇形齿轮，放大制动力矩，增大锁止力，防止误操作的发生，大大提高了车辆行驶的安全性。

Claims (2)

1.电动车换挡器总成，包括换挡杆和挡位盒，挡位盒由前盖和后盖组成，挡位盒上设有系统接口，挡位盒前、后盖内壁分别对应设有螺栓支撑孔和轴承定位孔，挡位盒后盖内壁还设有挡位定位槽，其特征在于：

在挡位盒内部设有锁止机构，所述锁止机构包括中间旋转轴，中间旋转轴两端分别通过一轴承进行支撑，两轴承分别对应固定在挡位盒前、后盖上的轴承定位孔中，在中间旋转轴上依次固定连接有第一单向轴承、第二单向轴承和传动齿轮，第一单向轴承与第二单向轴承止转方向相反，第一单向轴承和第二单向轴承外圆分别设有制动齿盘，在第一单向轴承外圆制动齿盘和第二单向轴承外圆制动齿盘一侧分别对应设有第一制动爪和第二制动爪，第一制动爪呈压紧方向向上设置，第二制动爪呈压紧方向向下设置，两制动爪并列穿插在挡位盒内部的支撑轴上，在第一制动爪和第二制动爪后端分别设有电磁铁，两电磁铁底部对应设有散热器，在两制动爪下端还分别设有一压紧弹簧，两压紧弹簧下端支撑在散热器上，散热器固定在挡位盒底部；

在换挡杆下部设有扇形齿轮，扇形齿轮齿盘上设有光栅，光栅上对应设有光电开关，光电开关通过电路板连接在电路控制系统中，电路板固定在挡位盒前盖上；装配时使扇形齿轮齿部与所述传动齿轮啮合设置，并在换挡杆杆部下端通过装入钢球及弹簧使其压紧在挡位盒内的挡位定位槽中，换挡杆上端从挡位盒中露出。

2.根据权利要求1所述的电动车换挡器总成，其特征在于：在所述第二制动爪上设有压紧螺杆，压紧螺杆上端伸出挡位盒部分设有螺帽构成手动解锁装置，使换挡器能够解除锁止，保证车辆临时移动。