CN107339415A

CN107339415A - 线控换挡执行器及换挡装置

Info

Publication number: CN107339415A
Application number: CN201710670501.4A
Authority: CN
Inventors: 刘志刚; 谭火南; 李明; 陈振文
Original assignee: Guangzhou Automobile Group Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Automobile Group Co Ltd
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2017-08-08
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2037-08-08
Also published as: CN107339415B

Abstract

本发明提供一种线控换挡执行器及换挡装置。该线控换挡执行器，包括执行器主体，与所述执行器主体连接的控制模块；所述执行器主体包括壳体结构，设置于所述壳体结构中并与所述控制模块连接的驱动机构、与所述驱动机构连接的丝杆传动机构、与所述丝杆传动机构连接的位置检测机构，以及与所述丝杆传动机构连接的可调连杆；所述驱动机构、位置检测机构均与所述控制模块连接，所述可调连杆由所述壳体结构内部突出到所述壳体结构外。本发明提供的技术方案，实现执行器的电气控制，可对执行器的运行位置进行实时监测和调整，实现对线控换挡执行器的精确控制。

Description

线控换挡执行器及换挡装置

技术领域

本发明涉及汽车变速器换挡控制技术领域，特别涉及一种线控换挡执行器及换挡装置。

背景技术

汽车操纵、控制机构线控化是未来发展的一个方向，线控换挡执行器是一种机械电子一体化的机构装置，用于控制自动变速器进行P、R、N、D、S(或其它型式)挡位切换。传统技术中，量产车型的自动变速器，基本上都是采用机械拉索软轴实现挡位控制。这种方式需要拉索的一端存在一个机械控制机构(换挡器)，且拉索需要穿过中控区域、车身地板或防火墙、前机舱，对空间区域有一定要求。目前，电子换挡器由于其小巧、精致的特点，已在量产车型中逐渐普及。并且，电子换挡器(自动复位稳态结构)是未来自动泊车、智能驾驶所必需的配置。但是，传统技术中的机械拉索式结构的换挡器无法满足这些要求。而且，这种机械拉索式结构的换挡器无法对换挡器的运行位置进行实时监测和调整，无法对换挡执行器实现精确控制，可靠性较低。

发明内容

基于此，为解决上述问题，本发明提供一种线控换挡执行器及换挡装置，实现执行器的电气自动控制，可对执行器的运行位置进行实时监测和调整，实现对线控换挡执行器的精确控制。

其技术方案如下：

一种线控换挡执行器，包括执行器主体，与所述执行器主体连接的控制模块；

所述执行器主体包括壳体结构，设置于所述壳体结构中并与所述控制模块连接的驱动机构、与所述驱动机构连接的丝杆传动机构、与所述丝杆传动机构连接的位置检测机构，以及与所述丝杆传动机构连接的可调连杆；所述驱动机构、位置检测机构均与所述控制模块连接，所述可调连杆由所述壳体结构内部突出到所述壳体结构外；

所述位置检测机构包括设置于所述壳体结构中的位置检测摇臂，所述位置检测摇臂一端与所述丝杆传动机构滑动连接、另一端与所述壳体结构内壁铰接；以及与所述位置检测摇臂对应的位置检测电路板，所述位置检测电路板包括设置于所述壳体结构中的位置检测电路板，以及设置于所述位置检测电路板上的位置检测传感器；所述位置检测传感器用于检测所述位置检测摇臂的位置变化，所述位置检测电路板与所述控制模块电连接、用于处理所述位置检测传感器产生的位置信息。

下面对进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述位置检测摇臂包括检测臂主体，以及设置于所述检测臂主体一端的摇臂转轴，所述摇臂转轴转动连接于所述壳体结构内壁上；

所述摇臂转轴上设置有永磁体，而所述位置检测传感器设置为与所述永磁体对应的霍尔传感器。

进一步地，所述位置检测摇臂包括设置于所述检测臂主体另一端的摇臂导槽，所述丝杆传动机构上突出设置有滑动凸台，所述滑动凸台滑动连接于所述摇臂导槽中。

进一步地，所述位置检测电路板竖直设置于所述壳体结构内壁上，所述位置检测摇臂与所述位置检测电路板保持平行，且所述位置检测传感器与所述位置检测摇臂均对应设置于所述位置检测电路板同侧。

进一步地，所述驱动机构包括设置于所述壳体结构上的电机结构，以及与所述电机结构连接的同步带传动机构，所述同步带传动机构与所述丝杆传动机构连接；

且所述丝杆传动机构与所述电机结构平行布置，所述同步带传动机构连接于所述丝杆传动机构端部与所述电机结构端部之间。

进一步地，所述电机结构包括固定于所述壳体结构内壁上的电机支架，以及安设于所述电机支架上、并与所述丝杆传动机构保持平行的驱动电机，所述驱动电机与所述同步带传动机构连接。

进一步地，所述同步带传动机构包括连接于所述驱动电机一端的小带轮，设置于所述丝杆传动机构上的大带轮，以及连接所述小带轮和大带轮的同步带。

进一步地，所述丝杆传动机构包括与所述驱动机构连接的传动丝杆，与所述传动丝杆配合的丝杆螺母，以及套设于所述传动丝杆上并与所述丝杆螺母连接的筒状滑套，所述可调连杆和位置检测摇臂均连接于所述滑套上，所述滑套和丝杆螺母均滑动连接于所述壳体结构内壁上。

进一步地，所述丝杆传动机构还包括设置于所述壳体结构上的丝杆定位结构，所述丝杆传动机构设置于所述丝杆定位结构上；

所述丝杆定位结构包括设置于所述壳体结构上的丝杆支架、以及设置于所述丝杆支架上的支撑轴承，所述传动丝杆一端穿设于所述支撑轴承上；

所述壳体结构上设置有滑轨，所述滑轨中开设有滑轨槽，所述丝杆螺母和滑套滑动设置于所述滑轨槽中。

进一步地，所述丝杆传动机构包括设置于所述滑套端部的球碗结构，所述可调连杆的一端设置有连接球头，所述连接球头球铰接于所述球碗结构中，所述位置检测摇臂连接于所述球碗结构外侧。

进一步地，所述执行器主体还包括设置于所述壳体结构中的P档解锁机构，所述P档解锁机构与所述丝杆传动机构设置为一体；

所述P档解锁机构包括套设于所述传动丝杆上的所述滑套，压设于所述滑套中并与所述丝杆螺母抵紧的蓄能弹性件，设置于所述滑套端部的卡扣结构，以及设置于所述丝杆螺母上的解锁开关，所述解锁开关与所述卡扣结构卡接。

进一步地，所述解锁开关包括一端设置于所述丝杆螺母上的解锁弹性件，以及设置于所述解锁弹性件另一端的解锁按钮，所述解锁按钮与所述卡扣结构卡接。

进一步地，所述卡扣结构包括分别突出设置于所述滑套两侧的卡接板，以及开设于每个所述卡接板上的卡槽；

所述解锁按钮包括连接于所述解锁弹性件上的解锁杆，所述解锁杆两端分别卡设于两个所述卡槽中。

进一步地，所述壳体结构包括下壳体，所述驱动电机、同步带传动机构、丝杆传动机构、位置检测机构均设于所述下壳体上；

以及罩设于所述下壳体上的上壳体，所述上壳体与下壳体之间设置有密封结构。

进一步地，所述密封结构包括分别设置于所述下壳体和上壳体边缘并相互对应的密封槽，以及设置于所述密封槽中的密封圈；

还包括一端套接于所述可调连杆上的防尘罩，所述防尘罩另一端套接于所述上壳体上。

进一步地，还包括设置于所述壳体结构上的透气结构，所述透气结构包括开设于所述上壳体或/和下壳体上的透气孔，以及安设于所述透气孔上的透气塞。

进一步地，还包括设置于所述下壳体和上壳体之间的壳体连接结构，以及设置于所述下壳体上的壳体固定结构。

此外，本发明还提出一种换挡装置，包括如上所述的线控换挡执行器。

本发明具有如下突出的优点：将原来纯机械结构改为机电控制机构，将原来的机械联接控制改为用线束通过电讯号联接控制，简化结构，降低成本；通过位置检测机构对换挡摇臂的位置进行实时检测，实现闭环控制，从而实现对执行器的运行状况的实时监测，提高可靠性和安全等级；同时添加P挡解锁机构，增加实用性；添加橡胶密封结构，增强密封性；添加透气结构，保证密封性能。

附图说明

图1是本发明实施例所述线控换挡执行器的结构原理示意图；

图2是本发明实施例所述线控换挡执行器的的立体结构示意图；

图3是本发明实施例所述线控换挡执行器(拆除上壳体时)的立体结构示意图；

图4是本发明实施例所述线控换挡执行器(拆除上壳体时)的局部立体结构示意图；

图5是本发明实施例所述线控换挡执行器的位置检测机构(拆除位置检测电路板时)的立体结构示意图；

图6是本发明实施例所述线控换挡执行器的位置检测机构的立体结构示意图；

图7是本发明实施例所述线控换挡执行器的位置检测机构的分解结构示意图；

图8是本发明实施例所述线控换挡执行器的滑块摇杆机构的主视结构示意图；

图9是本发明实施例所述线控换挡执行器的滑块摇杆机构的局部立体结构示意图一；

图10是本发明实施例所述线控换挡执行器的滑块摇杆机构的局部立体结构示意图二。

附图标记说明：

100-壳体结构，102-密封圈，110-上壳体，112-透气塞，120-下壳体，122-壳体固定结构，200-电机结构，300-同步带传动机构，310-小带轮，330-大带轮，320-同步带，400-丝杆传动机构，410-传动丝杆，412-双向限位轴承结构，420-丝杆螺母，430-滑套，432-球碗结构，434-滑动凸台，500-P档解锁机构，510-解锁开关，520-蓄能弹性件，530-卡扣结构，600-位置检测机构，601-检测固定架，6012-检测底座，6014-电路固定侧板，6016-摇臂连接座，6018-摇臂铰接孔，610-位置检测摇臂，612-检测臂主体，614-摇臂导槽，616-摇臂转轴，618-永磁体，620-位置检测电路板，630-位置检测传感器，700-可调连杆，710-连杆主体，720-防尘罩，800-换挡摇臂。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，本发明提出一种线控换挡执行器，包括执行器主体，与所述执行器主体连接的控制模块。通过控制模块，可以对执行器主体进行电路控制，从而可以取消传统换挡拉索，实现换挡的电控化。

具体地，所述执行器主体包括壳体结构100，设置于所述壳体结构100中并与所述控制模块连接的驱动机构、以及与所述驱动机构连接的丝杆传动机构400、与所述丝杆传动机构400连接的位置检测机构600，以及与所述丝杆传动机构400连接的可调连,700，所述驱动机构、位置检测机构600均与所述控制模块连接，所述可调连杆700由所述壳体结构100内部突出到所述壳体结构100外，以及与所述可调连杆700连接的换挡摇臂800，所述换挡摇臂800位于所述壳体结构100外。此外，所述驱动机构包括设置于所述壳体结构100中的电机结构200、与所述电机结构200连接的同步带传动机构300，所述同步带传动机构300与所述丝杆传动机构400连接。

通过所述控制模块，可以控制所述电机结构200运行，所述电机结构200驱动所述同步带传动机构300运行，所述丝杆传动机构400接收到所述同步带传动机构300传递过来的转速和扭矩，将其转化为直线运动速度和推拉力，再通过可调连杆700传递给换挡摇臂800，再将其转化为角度和转速，以实现换挡功能。同时，在所述丝杆传动机构400在做直线运动时，与所述丝杆传动机构400连接对应的位置检测机构600，会实时检测所述丝杆传动机构400的移动位置，从而实现对可调连杆700及换挡摇臂800的运动位置的实时监测，并可将监测的位置信息发送到控制模块，控制模块根据获得的位置信息对电机结构200进行控制，以改变所述电机结构200输出的转速和转矩，从而实现对所述丝杆传动机构400、可调连杆700及换挡摇臂800的移动位置的调整。即通过位置检测机构600对换挡摇臂800的位置进行实时检测，实现闭环控制，从而实现对执行器的运行状况的实时监测，可对执行器的运行位置进行实时监测和调整，实现对线控换挡执行器的精确控制，提高可靠性和安全等级。

此外，如图2至图4所示，所述壳体结构100包括下壳体120，以及罩设于所述下壳体120上的上壳体110。所述电机结构200、同步带传动机构300、丝杆传动机构400、位置检测机构600均设于所述下壳体120上，且所述上壳体110将它们罩设住。所述下壳体120为所述电机结构200、同步带传动机构300、丝杆传动机构400、位置检测机构600提供安装底座，所述上壳体110对所述电机结构200、同步带传动机构300、丝杆传动机构400、位置检测机构600进行罩设密封，对其进保护。

此外，所述电机结构200包括固定于所述壳体结构的下壳体120上的电机支架，以及安设于所述电机支架上的驱动电机，所述驱动电机与所述同步带传动机构连接。通过电机支架对所述驱动电机进行固定，避免所述驱动电机在工作时，受震动松懈，提升NVH性能。而且，在一些实施例中，所述驱动电机可采用圆柱形直流有刷电机，与所述丝杆传动机构400平行并列布置。通过将所述电机结构与所述丝杆传动机构400平行布置，可以节约所述壳体结构100的内部空间，使整体结构紧凑，减小整个执行器体积。此外，所述驱动电机除了设置为有直流刷电机外，也可以设置为直流无刷电机。另外，所述电机支架包括设置于所述下壳体120上的安装凸台和环形支架，所述驱动电机的输出端固定于所述安装凸台上，所述环形支架套设固定于所述驱动电机后部，从两端对所述驱动电机进行固定避免驱动电机形成悬臂梁而产生振动。

此外，所述同步带传动机构300包括连接于所述电机结构200的所述驱动电机输出端的小带轮310(驱动轮)，与所述丝杆传动机构400端部连接的大带轮330(从动轮)，以及连接所述小带轮310和大带轮330的同步带320。利用所述电机结构驱动所述小带轮310转动，以通过所述同步带320驱动所述大带轮330转动，从而驱动所述丝杆传动机构400运动。通常所述电机结构200的驱动电机输出的是高转速、低扭矩动力，而通过所述同步带传动机构300可以进行减速增扭，以降低对所述丝杆传动机构400的结构要求。所述小带轮310和大带轮330形成减速比的结构形式，可用来减速增扭，同时起到阻止电机振动传递给丝杆传动系统的作用。此外，所述小带轮310设置有中心孔，并与所述驱动电机的输出轴过盈配合，而所述大带轮330可以通过花键、过盈、螺接等方式固定在所述丝杆传动机构端部，而且所述大带轮330和小带轮310均可设置为金属材质或塑料材质。此外，所述同步带传动机构300也可以用链轮传动机构或齿轮传动机构进行替换。

此外，所述丝杆传动机构400与所述电机结构200平行并列布置，所述同步带传动机构300连接于所述丝杆传动机构400端部与所述电机结构200端部之间。而且，所述丝杆传动机构400包括与所述同步带传动机构300的大带轮330连接的传动丝杆410，所述传动丝杆410与所述电机结构200的驱动电机平行布置，而所述大带轮330可以设置于所述传动丝杆410上(可将塑料材质的大带轮330采用镶嵌注塑的方式直接注塑在传动丝杆410上)。所述丝杆传动机构400还包括与所述传动丝杆410配合的丝杆螺母420，以及套设于所述传动丝杆410上并与所述丝杆螺母420连接的筒状滑套430，所述可调连杆700和位置检测机构600均连接于所述滑套430上。所述传动丝杆410在大带轮330的带动下转动，以驱使设置于所述传动丝杆410上的丝杆螺母420及滑套430做直线移动，从而驱动所述可调连杆700及换挡摇臂800运动，以实现换挡操作。而且，与所述滑套430连接的位置检测机构600还能检测所述滑套430的移动位置，从而检测所述可调连杆700及换挡摇臂800的运动状态。

而且，所述丝杆传动机构400还包括设置于所述壳体结构100上的丝杆定位结构，所述传动丝杆410设置于所述丝杆定位结构上。利用所述丝杆定位结构可对传动丝杆410进行支撑定位。而且，所述丝杆定位结构包括设置于所述壳体结构100上的丝杆支架、以及设置于所述丝杆支架上的支撑轴承，所述传动丝杆一端穿设于所述支撑轴承上；所述壳体结构上设置有滑轨，所述滑轨中开设有滑轨槽，所述丝杆螺母和滑套滑动设置于所述滑轨槽中。通过在所述传动丝杆的一端设置所述丝杆定位结构，可以利用所述丝杆支架和支撑轴承对所述传动丝杆进行单边定位。另外，在所述传动丝杆另一端设置所述丝杆螺母，并使所述丝杆螺母滑动设置于机架上的滑轨槽中，可以对所述传动丝杆的另一端进行辅助支撑。这样，就可以对所述丝杆传动机构形成单边支撑定位，而所述丝杆螺母与所述滑轨槽的配合精度要求并不高(所述丝杆螺母与所述滑轨槽之间具有间隙，便于滑动)，就只需要考虑单边定位的所述丝杆定位结构的精度和配合情况，而无需考虑双边定位精度和配合情况。因此，相对于传统技术中的双边定位，采用单边定位可以极大地降低装配工艺，还可以减少装配的零部件，降低了装配成本，也提高了装配效率。

而且，所述支撑轴承设置为双向限位轴承结构412，所述传动丝杆410一端转动连接于所述双向限位轴承结构412上而另一端悬空(通过所述丝杆螺母滑动支撑于所述滑轨上)。所述双向限位轴承结构412外圈固定在下壳体120上设置的轴承座上，内圈与传动丝杆410相连。通过对所述传动丝杆410采用内外圈固定式，对传动丝杆410同时进行轴向和径向固定，以便于传动丝杆410承受丝杆螺母420输出的反向扭矩和推力。采用双向限位轴承结构412，并将传动丝杆410做成悬臂梁结构，大大减小沿传动丝杆410轴向方向尺寸，并可消除传动丝杆410两端定位所产生的过定位问题，对固定底座制造精度要求降低。

此外，在一些实施例中，所述传动丝杆410设置为滑动式丝杆，具有结构简单、尺寸紧凑的特点，并在所述传动丝杆410上集成轴承轴(与所述双向限位轴承结构412连接)和大带轮轴(与所述大带轮330连接)。此外，所述双向限位轴承结构412，可以是单一轴承，也可以是成对轴承组合。此外，所述丝杆螺母420可设置为塑料螺母，或者设置为塑料包塑金属螺母。由于采用塑料注塑工艺，丝杆螺母420可以做成结构复杂的零件，与其它功能件集成在一起。而且，通过采用塑料滑动丝杆螺母420，可减小所述丝杆传动机构400的重量、缩小尺寸、降低成本，并且提高传递效率，同时可以减小运动过程中的噪音。而且，所述滑套430和丝杆螺母420均滑动连接于所述壳体结构100的下壳体120上。即在丝杆螺母420和滑套430上设置有导轨，在下壳体120上设置有导槽(即设置于所述滑轨上的滑轨槽)，丝杆螺母420和滑套430上的导轨与下壳体120的滑轨槽成配合关系，从而使得丝杆螺母420和滑套430运动时在下壳体120上设置的滑轨槽内滑动。从而，实现对所述传动丝杆410的单边固定，而另一端通过丝杆螺母420的直线式的所述滑轨进行限位。

而且，所述丝杆传动机构400还包括设置于所述滑套430端部的球碗结构432，所述可调连杆700的一端设置有连接球头，所述连接球头球铰接于所述球碗结构432中，所述位置检测机构600连接于所述球碗结构432外侧。通过所述滑套430上设置的球碗结构与所述可调连杆430上的连接球头形成球铰结构，使可调连杆700力和行程的输出更加自由，消除因外部安装及制造误差给所述丝杆螺母420和滑套430差生的不良附加载荷。而且，所述可调连杆700的另一端也设置有连接球头，所述连接球头球铰接于所述换挡摇臂800上。从而使得可调连杆700另外一段也是通过球铰的方式与换挡摇臂800连接，使换挡摇臂800与滑套430之间的连接方式呈万向连接状态，大大降低制造和装配精度要求。

此外，所述执行器主体还包括设置于所述壳体结构100的下壳体120上的P档解锁机构500，所述P档解锁机构500与所述丝杆传动机构400设置为一体。通过设置有P挡解锁机构500，当车辆发生故障时，可以脱开P挡，满足拖车或其它维修需求。而且，所述P档解锁机构500包括套设于所述传动丝杆410上的所述滑套430，压设于所述滑套430中并与所述丝杆螺母420抵紧的蓄能弹性件520。所述滑套430设计成外方内圆形状，内圆孔孔径比传动丝杆410外径稍大，并且在内部做成中空形式，所述蓄能弹性件520安装在其内。此外，所述P档解锁机构500还包括设置于所述滑套430端部的卡扣结构530，以及设置于所述丝杆螺母420上的解锁开关510，所述解锁开关510与所述卡扣结构530卡接。

进一步地，所述解锁开关510包括一端设置于所述丝杆螺母420上的解锁弹性件，以及设置于所述解锁弹性件另一端的解锁按钮，所述解锁按钮与所述卡扣结构530卡接。所述丝杆螺母420内孔通过螺纹套接在所述传动丝杆410外径之上，所述丝杆螺母420与传动丝杆410配合存在一定间隙。所述丝杆螺母420径向设置有安装孔，所述解锁弹性件装配在孔内，所述解锁按钮安装在与所述传动丝杆410轴向平行的方向，依靠解锁弹性件和蓄能弹性件520提供的压缩力使所述滑套430与丝杆螺母420保持锁紧状态(即所述卡扣结构530与所述解锁按钮卡接紧)。而且，所述卡扣结构530包括分别突出设置于所述滑套430两侧的卡接板，以及开设于每个所述卡接板上的卡槽(所述卡槽开口方向可竖直向下设置)；所述解锁按钮包括连接于所述解锁弹性件上的解锁杆，所述解锁杆两端分别卡设于两个所述卡槽中。此外，所述卡扣结构也可以设置于所述丝杆螺母420上，所述卡扣结构与所述解锁按钮连接，并在所述滑套430上设置卡凸与所述卡扣结构连接。此外，也可将所述卡扣结构530设置为卡勾，并在所述解锁杆(或滑套)的端部设置卡孔，可将所述卡勾卡设于所述卡孔中。此外，在一些实施例中，所述蓄能弹性件520和解锁弹性件均可设置为弹簧，也可以设置弹片等其他弹性结构。

所述线控换挡执行器出厂后及在正常使用过程中，所述解锁按钮、解锁弹性件、丝杆螺母420、蓄能弹性件520和滑套430是固连在一起的，它们所组成的小总成结构通过设置于所述丝杆螺母420和滑套430上的导轨在所述下壳体120上的滑轨槽内滑动，输出直线运动。该总成结构在出厂时，通过工装设置，使其处于P挡位置状态：在实车上装配时，先释放所述可调连杆700上的可调结构，然后通过螺栓将所述线控换挡执行器固定在变速器壳体上，再使可调连杆700与换挡摇臂800进行连接，最后再卡死可调连杆700上的可调结构。按照以上方式装配完成后的当前位置，控制模块自学习该位置为P挡位置，再通过预设值或者自学习确定R、N、D、S等其它挡位位置。

当车辆在P挡位置出现故障时，通过向下按解锁按钮，使所述丝杆螺母420和滑套430之间的固定连接断开(即所述解锁按钮与所述卡扣结构530的卡接松脱)，在蓄能弹性件520的压缩力作用下，两者之间往相反的方向运动，由于所述丝杆传动机构400具备自锁功能，故所述滑套430会往远离丝杆螺母420的方向移动，从而推动所述换挡摇臂800往后面的挡位(R、N、D、S)移动；当车辆故障消除以后，利用所述驱动电机200推动所述丝杆螺母420克服蓄能弹性件520的压缩力，使所述丝杆螺母420和滑套430之间的固连进行复位(即所述解锁按钮重新与所述卡扣结构530卡接)。通过设置所述P挡解锁机构，使用手动按钮+蓄能弹簧的方式，即可实现从P挡脱开到P挡以外的挡位；也可以采用小电机替代手动按钮，实现解锁自动化；同时，若将蓄能弹簧反装，也可以实现非P挡进入P挡控制，满足北美市场法规要求。

此外，如图5至图10所示，所述位置检测机构600包括一种滑块摇杆机构和检测模块。如图8至图10所示，所述滑块摇杆机构包括所述壳体结构的下壳体120、滑块机构及位置检测摇臂600。所述滑块机构包括设置于所述壳体结构的下壳体120上的滑动架，设置于所述滑动架上的滑杆，滑动套设于所述滑杆上的所述滑套430，以及突出设置于所述滑套430上的滑动凸台434。而且，所述滑块机构设置于所述壳体机构的下壳体120上，所述位置检测摇臂610与所述滑块机构的滑动凸台434滑动连接，所述位置检测摇臂610与所述壳体结构的下壳体120铰接。在本实施例中，所述滑动架设置为所述丝杆定位结构，所述滑杆设置为所述传动丝杆，即所述滑块机构与所述丝杆传动机构设置为一体。此外，也可以将所述滑块机构单独设置，可将所述滑块机构设置于所述丝杆传动机构的旁侧。即所述滑动架可设置为独立的支架，所述滑杆也可设置为独立的滑杆，而仅仅所述滑套与所述丝杆传动机构共用。

此外，如图5至图7所示，所述检测模块可包括设置于所述壳体结构的下壳体120上的位置检测电路板620，以及设置于所述位置检测电路板620上的位置检测传感器630。从而，所述位置检测机构600可包括一端转动连接于所述壳体结构的下壳体120上的位置检测摇臂610，且所述位置检测摇臂610另一端与所述滑块机构的滑套430滑动连接，与所述控制模块连接的位置检测电路板620，以及设置于所述位置检测电路板620上的位置检测传感器630。所述位置检测传感器630与所述位置检测摇臂610对应配合，所述位置检测传感器630用于检测所述位置检测摇臂610的位置变化，所述位置检测电路板620与所述控制模块电连接、用于处理所述位置检测传感器产生的位置信息。所述位置检测机构600的位置检测摇臂610在所述滑套430的驱动下发生转动，所述位置检测传感器630实时监测所述位置检测摇臂610的位置变化，并将位置变化信息传递给所述位置检测电路板620，所述位置检测电路板620据此位置变化信息判断出与所述滑套连接的所述可调连杆700及换挡摇臂800的实时位置，并将实时位置信息传递给所述控制模块，所述控制模块可对所述电机结构200进行控制，并可实时对所述丝杆传动机构400的丝杆螺母420及滑套430的位置进行调整，以实现执行器的闭环控制。通过设置所述位置检测机构600，对换挡摇臂800的位置进行实时检测，实现闭环控制，从而实现对执行器的运行状况的实时监测。

此外，所述位置检测电路板620可竖直设置于所述壳体结构的下壳体120上，所述位置检测摇臂610与所述位置检测电路板620可保持平行，且所述位置检测传感器630与所述位置检测摇臂610均位于所述位置检测电路板620同侧(二者也可位于所述位置检测电路板620的两侧)，从而使所述位置检测机构600结构紧凑，检测准确可靠。

而且，所述位置检测摇臂610可包括检测臂主体612，所述检测臂主体612一端铰接于所述壳体结构的下壳体120上、另一端滑动连接于所述滑套430的滑动凸台434上。此外，所述位置检测摇臂610还可包括设置于所述检测臂主体612上的永磁体618，在所述检测臂主体612上可开设磁体安装槽，并将所述永磁体618安装于该磁体安装槽中。而且，所述位置检测传感器630可设置为霍尔传感器，所述霍尔传感器可焊接在所述位置检测电路板620上，而所述位置检测电路板620可通过螺钉固定在下壳体120上，且所述霍尔传感器与所述永磁体618对应。当所述滑套430带动所述位置检测摇臂610转动时，会引起安装在所述检测臂主体612上永磁体618转动而使磁场发生变化，设置于所述位置检测电路板620上的霍尔传感器检测该磁场变化，从而识别出所述位置检测摇臂610及滑套430的位置变化(所述位置检测电路板620上集成有信号处理电路，可将磁场变化换算成位置变化)，通过所述位置检测电路板620上的信号处理电路将位置变化信息传递给控制模块，从而对所述丝杆螺母、滑套及可调连杆(或换挡摇臂)的位置进行实时检测。

而且，所述检测臂主体612一端设置有摇臂转轴616，所述摇臂转轴616转动连接于所述壳体结构100的下壳体120上。而且，还可将所述永磁体618设置于所述摇臂转轴616中，即将所述永磁体618装配在所述位置检测摇臂610的所述摇臂转轴616上开设的所述磁体安装槽内，且使所述永磁体618的中心点过所述摇臂转轴616的轴线。而所述霍尔传感器可设置为贴片形式，并贴装在所述位置检测电路板620上，且所述霍尔传感器装配后在位于所述永磁体618的正下方。此外，所述下壳体120上还设置有摇臂铰接孔，所述位置检测摇臂610的摇臂转轴固定在所述下壳体120的摇臂铰接孔内，从而使得所述位置检测摇臂610可在所述下壳体120上转动。

此外，所述检测臂主体612另一端开设有摇臂导槽614，所述滑套430上突出设置的所述滑动凸台434滑动连接于所述摇臂导槽614中。所述滑套430上设置的滑动凸台434装配在所述位置检测摇臂610上开设的所述摇臂导槽614内，当所述滑套430在所述丝杆螺母420的驱动下沿所述滑杆(可为所述传动丝杆410)轴向直线滑动时，所述滑动凸台434就会在所述摇臂导槽614内滑动，从而带动所述位置检测摇臂610摆动。此外，所述滑动凸台434可突出设置于所述滑套430的球碗结构432的外侧，并使所述球碗结构432位于所述滑套430和所述位置检测电路板之间，可使整体结构更加紧凑。

而且，在一些实施例中，所述滑动凸台434在所述摇臂导槽614中的运动轨迹可为一条曲线F(S_i,A_i)＝0，当S_i＝S_i+1时，A_i＝A_i+1，i为大于0的整数；其中，S_i和S_i+1分别为所述滑套430及滑动凸台434沿着所述滑杆直线滑动的两个距离值，A_i为所述位置检测摇臂610在所述滑动凸台434滑动距离值S_i时转过的角度值，A_i+1为所述位置检测摇臂610在所述滑动凸台434滑动距离值S_i+1时转过的角度值。即将所述摇臂导槽614设置为弧形槽结构，所述弧形槽结构的中心线为所述曲线F(S_i,A_i)＝0。从而使得，当所述滑套430及滑动凸台434沿所述滑杆(即所述传动丝杆)轴线方向移动一定行程(距离值)S_i时，所述滑动凸台434在所述摇臂导槽614中移动并推动所述位置检测摇臂610转动一定角度A_i(即所述摇臂导槽614转动一个角度值A_i)。而且，所述滑套430及滑动凸台434所运动的一段直线距离S_i与总行程S的比例关系，与所述位置检测摇臂610旋转的一个角度A_i与总角度A的比例关系相同。使得在所述滑块摇杆机构中，能够将所述滑套430及所述滑动凸台434的等距离直线移动，精准地转变为所述位置检测摇臂610的等角度旋转运动，从而使得所述滑块摇杆机构应用于所述位置检测机构时，所述检测模块能够更加准确可靠地对所述位置检测摇臂的位置进行实时检测。

具体地，假设所述滑动凸台434在所述摇臂导槽614中的运动轨迹曲线(所述摇臂导槽614的中心线)上分布有Point0～Point9共10个点，当所述位置检测摇臂旋转时，该运动轨迹曲线与所述传动丝杆410的轴线有一系列相交点Point0、Point1’、Point9’，这些点将所述传动丝杆轴线分为9小段直线S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9，每个相交点所对应的运动轨迹曲线都对应有一个所述位置检测摇臂的旋转角度A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9，他们之间存在如下关系：

当A1＝A2＝A3＝A4＝A5＝A6＝A7＝A8＝A9时，S1＝S2＝S3＝S4＝S5＝S6＝S7＝S8＝S9。

在该运动轨迹曲线(所述摇臂导槽614的中心线)上无限取点，使其满足以上关系，再拟合出一条相对应的曲线F(S_i,A_i)＝0，该曲线F(S_i,A_i)＝0便具备了以上两式所述的规律。例如，如图8所示，当所述滑套430及滑动凸台434沿着所述传动丝杆410的轴线直线移动一段距离20mm时，所述位置检测摇臂就对应旋转一个角度4.5°；当所述滑套430及滑动凸台434沿着所述传动丝杆410的轴线直线再移动一段距离20mm时，所述位置检测摇臂610仍然对应旋转一个角度4.5°。

此外，所述摇臂导槽614还可包括开设于所述检测臂主体612端部的主滑槽，以及围绕所述主滑槽开设的辅助槽，所述滑动凸台434穿设于连接于所述主滑槽中。这样，将所述摇臂导槽614设计成“回”字形，并呈细长状。由于工作时槽壁所受的载荷仅仅是摇臂转轴与摇臂铰接孔之间的摩擦力，故所述摇臂导槽614可以做成薄壁状。而且，所述滑动凸台434可设置为圆柱状。在一些实施例中，可将所述滑动凸台434的圆柱直径设置为ψ，并将所述摇臂导槽614的主滑槽宽度设置为ψ-0.2mm(即使所述主滑槽宽度略小于所述滑动凸台434的直径，二者形成过盈配合)。这样，“回”字形结构的摇臂导槽614，将所述位置检测摇臂设置为塑料件，利用塑料件(比如PP)的粘弹性特性，当直径为ψ的滑动凸台434装配进来后，形成0.2mm(或其它经验值)的过盈配合。该过盈量可以消除两者之间本来可能存在的间隙，也可以消除在耐久过程中的磨损。由于摇臂导槽614是“回”字形结构，当有过盈量时，塑料会向两侧(辅助槽方向)张开，特别是选择弹性较好的PP材料时。结构设计时，将摇臂导槽614的主滑槽和辅助槽之间的筋设计的尽量细薄(在满足强度的前提下)，那么他们之间由于过盈量压力所产生的摩擦力也不会很大，降低工作过程中的功率消耗。

所述位置检测机构可以识别到所述滑套430在工作过程中的当前位置，所述滑套430沿所述传动丝杆410做直线运动，所述滑动凸台434也沿着所述传动丝杆410的轴线方向做直线运动。所述滑动凸台434在所述摇臂导槽614内滑动，它们之间的摩擦力推动所述位置检测摇臂610绕所述摇臂转轴616旋转。当所述滑套430滑行一段直线距离后，所述位置检测摇臂610会摆动一个相对应的角度值与其对应，该角度值也是所述永磁体618所旋转的角度值，所述永磁体618产生的磁场也会产生相对应的角度变化，所述霍尔传感器可识别到该磁场角度变化值。通过所述位置检测电路板620的分析处理，可以将所述滑套430滑行的每一个距离与所述位置检测摇臂610所摆动的角度值相对应。针对量产阶段不同的零部件，考虑到制造及装配累计误差，可以对每一个单独的产品都进行初始位置标定，并将对应位置关系录入所述位置检测电路板620。这样，就可以识别所述滑套430在滑动过程中的每一个位置。

此外，所述位置检测机构600还包括设置于所述壳体结构的下壳体120上的检测固定架601。所述检测固定架601包括固定于所述壳体结构的下壳体120上的检测底座6012，以及分别突出设置于所述检测底座6012两侧的电路固定侧板6014和摇臂连接座6016，所述位置检测电路板620固定于所述电路固定侧板6014上，所述检测臂主体612的摇臂转轴616转动连接于所述摇臂连接座6016上。这样可形成集成化设计，即将所述位置检测摇臂610、永磁体618、位置检测传感器620、位置检测电路板620均集成装配在所述检测固定架601上，形成一个小总成，比单个零件直接装配在所述壳体结构上时的装配工艺更简单，但精度却有大幅提高。装配时，可先将带霍尔传感器的位置检测电路板620装配在检测固定架601上，再将所述位置检测摇臂610在检测固定架601上，最后将检测固定架601及其它元件的小总成装配在所述壳体结构上，同时将所述滑动凸台434放置于摇臂导槽614内。此外，所述检测底座6012上还开设有电路板卡槽，所述位置检测电路板620一端卡设于所述电路板卡槽中，所述位置检测电路板620侧面固定于所述电路固定侧板6014上，这样对所述位置检测电路板620的固定稳定可靠。

此外，所述摇臂连接座6016上开设有所述摇臂铰接孔6018，所述摇臂转轴616转动套设于所述摇臂铰接孔6018中。而且，所述摇臂转轴616包括与所述检测臂主体612连接的轴颈部，以及与所述轴颈部连接的轴头部，所述轴头部直径大于所述轴颈部直径；所述摇臂铰接孔6018设置为U型孔，所述摇臂铰接孔6018的直径不小于所述轴颈部的直径、但小于所述轴头部的直径，所述轴颈部转动套设于所述摇臂铰接孔中。而且，所述摇臂转轴616可设计成两边平切的半圆形，平切的两面相互平行。在一些实施例中，可设置两平行面之间的宽度为d，同时将所述摇臂转轴616与所述摇臂连接座6016连接的一端设计成镂空状，所述摇臂转轴616的直径为φ。通过将所述摆杆轴设计成镂空结构，而将所述摇臂转轴616直径设置为φ，使所述摇臂转轴616直径比U型所述摇臂铰接孔6018的直径大0.1mm，装配后形成过盈配合，再利用镂空结构和塑料件(所述位置检测摇臂可设置塑料件)的粘弹性，形成一个带一定预压力的过盈轴孔配合，消除该处的间隙、吸收磨损量等。另外可在所述摇臂转轴616的另一端(不与所述摇臂连接座6016连接的一端)，过其轴线位置开设磁体安装槽，用于安装永磁体618。

此外，U型的所述摇臂铰接孔6018(即U型开口)，利用所述位置检测摇臂工作角度α<90°特性，设定U型摇臂铰接孔6018的开口宽度d+0.1mm大于内部圆弧直径φ-0.1mm(开口处两侧壁间距离设定为d+0.1mm，内部半圆孔径设置为φ-0.1mm)。同时，对手件151摆杆轴宽度设定为d，与U型开口形成间隙配合，装配过程中比较容易插入U型开口；当摇臂转轴616沿开口方向插入至U型开口内后，旋转一定角度达到工作初始位置，使摇臂转轴616的切面旋转至U型开口的圆弧部位，U型开口位置与摆杆轴的圆柱面配合，从而使151摆杆轴固定在161支架孔内，不会脱出。以上所有数值及字母代号仅仅是示意，实际使用当中会有调整。

此外，所述上壳体110与下壳体120之间还设置有密封结构。进一步地，所述密封结构包括分别设置于所述下壳体和上壳体边缘并相互对应的密封槽，以及设置于所述密封槽中的密封圈102。所述壳体结构采用上下分件结构型式，分件处设置有密封槽结构，通过加装橡胶密封圈102进行密封。而且，所述可调连杆700包括连接所述滑套和换挡摇臂800的连杆主体710；所述密封结构还包括一端套接(可卡箍装配)于所述可调连杆700的连杆主体710(位于所述壳体结构外部部分)上的防尘罩720，所述防尘罩720另一端套接(可卡箍装配)于所述上壳体110(所述连杆主体710穿过所述上壳体110的位置)上。即对所述可调连杆700与所述壳体结构100之间进行密封，进一步保证所述壳体结构的密封性能。而且，所述防尘罩720设置为叠橡胶密封套，保证所述可调连杆700在所述壳体结构100内外运动时密封功能。

此外，所述线控换挡执行器还包括设置于所述壳体结构100上的透气结构，所述透气结构包括开设于所述上壳体110或/和下壳体120上的透气孔，以及安设于所述透气孔上的透气塞112。通过增加透气塞112，使所述壳体结构100在冷热温度变化时，不因内外压差变化影响密封性能。通过采用橡胶密封圈、防尘罩、透气塞的组合结构方式，即满足运动件内外密封，又满足由于环境温度变化会有内外压差的要求，确保所述壳体结构密封性能。

此外，所述壳体结构100还包括设置于所述下壳体120和上壳体110之间的壳体连接结构，以及设置于所述下壳体120上的壳体固定结构122。通过所述壳体连接结构可将所述上壳体110和下壳体120紧固连接在一起。而且，所述壳体连接结构可包括设置于所述上壳体110和下壳体120上的连接孔，以及穿设于所述连接孔中的连接螺栓或连接螺纹。此外，通过所述壳体固定结构122可将所述执行器主体安装固定到外部结构(如变速器外壳)上。而且，所述壳体固定结构也可以设置为具有固定孔的连接座，可通过螺栓进行固定连接。

此外，本发明还提出一种换挡装置，包括如上所述的线控换挡执行器。所述线控换挡执行器及换挡装置可以取消传统换挡拉索，实现换挡的电控化。而且，换挡装置由于去除了换挡力、行程的输出功能，本身的结构形状、方案构想可以不再局限于传统杆状控制，可以做成旋钮、拨杆、拉把手、旋转手柄等等各种形状，且可以小型化，为整车布置带来了很大的便利性，且可以将原来换挡器占用的空间用来扩大储物空间，增加架乘体验；线控换挡不再与变速器实物连接，切断了动力总成振动、噪音的传递，可以提高驾驶员的操作舒适性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种线控换挡执行器，其特征在于，包括执行器主体，与所述执行器主体连接的控制模块；

所述位置检测机构包括设置于所述壳体结构中的位置检测摇臂，所述位置检测摇臂一端与所述丝杆传动机构滑动连接、另一端与所述壳体结构内壁铰接；以及与所述位置检测摇臂对应的位置检测电路板，所述位置检测电路板包括设置于所述壳体结构中的位置检测电路板，以及设置于所述位置检测电路板上的位置检测传感器；所述位置检测传感器用于检测所述位置检测摇臂的位置变化，所述位置检测电路板与所述控制模块电连接、用于分析处理所述位置检测传感器产生的位置信息。

2.根据权利要求1所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述位置检测摇臂包括检测臂主体，以及设置于所述检测臂主体一端的摇臂转轴，所述摇臂转轴转动连接于所述壳体结构内壁上；

3.根据权利要求2所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述位置检测摇臂包括设置于所述检测臂主体另一端的摇臂导槽，所述丝杆传动机构上突出设置有滑动凸台，所述滑动凸台滑动连接于所述摇臂导槽中。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述丝杆传动机构包括与所述驱动机构连接的传动丝杆，与所述传动丝杆配合的丝杆螺母，以及套设于所述传动丝杆上并与所述丝杆螺母连接的筒状滑套，所述可调连杆和位置检测摇臂均连接于所述滑套上，所述滑套和丝杆螺母均滑动连接于所述壳体结构内壁上。

5.根据权利要求4所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述丝杆传动机构还包括设置于所述壳体结构上的丝杆定位结构，所述传动丝杆设置于所述丝杆定位结构上；

6.根据权利要求4所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述执行器主体还包括设置于所述壳体结构中的P档解锁机构，所述P档解锁机构与所述丝杆传动机构设置为一体；

7.根据权利要求6所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述解锁开关包括一端设置于所述丝杆螺母上的解锁弹性件，以及设置于所述解锁弹性件另一端的解锁按钮，所述解锁按钮与所述卡扣结构卡接。

8.根据权利要求7所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述卡扣结构包括分别突出设置于所述滑套两侧的卡接板，以及开设于每个所述卡接板上的卡槽；所述解锁按钮包括连接于所述解锁弹性件上的解锁杆，所述解锁杆两端分别卡设于两个所述卡槽中。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的线控换挡执行器，其特征在于，所述壳体结构包括下壳体，所述驱动电机、同步带传动机构、丝杆传动机构、位置检测机构均设于所述下壳体上；以及罩设于所述下壳体上的上壳体，所述上壳体与下壳体之间设置有密封结构；

所述密封结构包括分别设置于所述下壳体和上壳体边缘并相互对应的密封槽，以及设置于所述密封槽中的密封圈；还包括一端套接于所述可调连杆上的防尘罩，所述防尘罩另一端套接于所述上壳体上。

10.一种换挡装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的线控换挡执行器。