CN108909446B - 一种升降式电子换挡机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降式电子换挡机构，包括换挡机构本体，其特征在于，还包括升降装置、活动式面板和控制系统；所述升降装置带动所述换挡机构本体上升或下降；所述换挡机构本体上升至工作位置时，所述活动式面板运动至副仪表板下方，所述换挡机构本体下降并隐藏于副仪表本体内部时，所述活动式面板封闭所述副仪表板上的换挡机构安装孔；所述控制系统控制所述升降装置和活动式面板的动作。本发明增加了汽车在停车熄火后副仪表台及整个驾驶室的空间，也增加了汽车的科技感和驾驶乐趣。

Description

一种升降式电子换挡机构

技术领域

本发明属于汽车换挡系统技术领域，具体涉及一种升降式电子换挡机构。

背景技术

目前市场在售的车型中，电子换挡机构的应用逐渐增多，常见的包括方向盘摇杆式电子换挡机构，副仪表台旋钮式电子换挡机构和副仪表台摇杆式电子换挡机构。电子换挡机构的应用，提高了整车换挡系统的可靠性，同时也让电子换挡和驾驶者的科技感、驾驶乐趣产生了相互关联。

目前市场上各类电子换挡机构，基本上采用了与机械式换挡机构同样的工作模式，换挡系统换挡手柄固定于换挡副仪表台上，挡位指示采用手柄或者副仪表板上安装灯板的方式实现，对于科技感、驾驶乐趣的体现，仍然有较大提升空间。

发明内容

为了进一步提高驾驶者的科技感和驾驶乐趣，本发明设计了一种升降式电子换挡机构，在对汽车的内饰造型不产生影响的基础上，将驾驶者的科技感提升到一个更高的层次，并极大地提高了汽车的驾驶乐趣和仪式感，也增加了汽车在停车熄火后副仪表台及整个驾驶室的空间。

为了实现上述目的，本发明采用了以下方案：

一种升降式电子换挡机构，包括换挡机构本体、升降装置、活动式面板和控制系统；所述升降装置带动所述换挡机构本体上升或下降；所述换挡机构本体上升至工作位置时，所述活动式面板运动至副仪表板下方，所述换挡机构本体下降并隐藏于副仪表本体内部时，所述活动式面板封闭所述副仪表板上的换挡机构安装孔；所述控制系统控制所述升降装置和活动式面板的动作。

进一步，所述换挡机构本体实现挡位信号的发出与实时挡位的接收；所述换挡机构本体包括与换挡机构集成在一起的换挡面板，以及设置在所述换挡面板上的换挡手柄，所述换挡手柄上设置有触摸式显示屏，所述换挡面板与所述副仪表板上的换挡机构安装孔相匹配。

进一步，所述升降装置包括升降电机及丝杆螺母副，所述升降电机驱动所述丝杆螺母副从而带动所述换挡机构本体上升或下降，所述升降电机与所述控制系统电连接；所述丝杆螺母副有两组，两组丝杆螺母副对称设置且同步运转。

进一步，所述升降电机驱动所述两组丝杆螺母副中的一根丝杠转动，且所述两组丝杆螺母副中的两根丝杠间通过带传动连接以实现两组丝杆螺母副同步运转。

进一步，所述升降电机的输出轴通过传动齿轮组与相对应丝杠连接；所述传动齿轮组中的小齿轮设置在所述升降电机的输出轴上；所述传动齿轮组中的大齿轮设置在相对应丝杠上。

进一步，丝杆通过相对应的丝杠固定支架设置在安装底板上，所述丝杠固定支架的横截面是“几”字形结构，所述“几”字形结构的底部空间可容纳传动带轮；丝杠螺母固定在所述换挡机构本体上。

进一步，所述升降电机通过电机固定座设置在安装底板上，所述升降电机通过电机压紧盖紧固在所述电机固定座上；所述升降电机与所述控制系统电连接。

进一步，所述升降装置还包括设置在安装底板上的支撑杆，所述支撑杆与所述换挡机构本体上的导套相配合以使所述换挡机构本体相对所述支撑杆滑动。

进一步，所述支撑杆通过支撑杆支架设置在所述安装底板上，所述支撑杆支架的横截面是“几”字形结构。

进一步，所述支撑杆有两根，两根支撑杆对称设置。

进一步，所述活动式面板与所述副仪表板上的换挡机构安装孔相匹配；所述活动式面板通过两支架设置在安装底板上，所述活动式面板以可活动的方式设置在所述支架上；所述两支架对称设置在所述升降装置的两侧。

进一步，所述两支架的其中一个支架上设置有活动面板驱动电机，所述活动面板驱动电机的输出轴上设置有齿轮以与所述活动式面板下表的齿条配合工作，所述活动面板驱动电机与所述控制系统电连接。

进一步，所述两支架之间还设置有滑轨结构，所述活动式面板可相对滑轨结构滑动。

进一步，所述滑轨结构是对称设置的两根滑动轴，所述活动式面板的两侧分别设置有滑套，所述滑套与相对应地滑动轴配合工作。

该升降式电子换挡机构有以下有益效果：

（1）本发明中，换挡机构的手柄在汽车行驶过程中正常布置在副仪表板上方，供驾驶员实现换挡操作，当汽车停止时，换挡机构手柄自动下降隐藏于副仪表板下方，使汽车在停止时，副仪表上方有更大的乘客活动空间，增加了汽车在停车熄火后副仪表台及整个驾驶室的空间，也增加了汽车的科技感和驾驶乐趣。

附图说明

图1：本发明实施方式中升降式电子换挡机构的结构示意图；

图2：本发明实施方式中升降式电子换挡机构的工作状态示意图；

图3：本发明实施方式中两丝杠的同步工作原理示意图；

图4：本发明实施方式中换挡机构本体上升下降工作原理示意图；

图5：本发明实施方式中活动式面板的滑移工作原理示意图。

附图标记说明：

1—换挡机构本体；2—换挡手柄；3—换挡面板； 4—活动式面板；5—滑动轴；6—支架；7—升降驱动电机；8—电机压紧盖；9—电机固定座；10—传动齿轮Ⅰ；11—传动齿轮Ⅱ；12—丝杠固定支架；13—传动皮带；14—丝杠Ⅰ；15—丝杠Ⅱ；16—支撑杆支架；17—支撑杆；18—活动面板驱动电机；19—安装底板；20—齿轮；21—齿条。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明：

图1至图5示出了本发明升降式电子换挡机构的具体实施方式。图1是本实施方式中升降式电子换挡机构的结构示意图；图2是本实施方式中升降式电子换挡机构的工作状态示意图。

如图1至图2所示，本实施方式中的升降式电子换挡机构， 包括换挡机构本体1、升降装置、活动式面板4和控制系统；升降装置带动换挡机构本体1上升或下降；换挡机构本体1上升至工作位置时，活动式面板4运动至副仪表板下方，换挡机构本体1下降并隐藏于副仪表本体内部时，活动式面板4封闭副仪表板上的换挡机构安装孔；控制系统控制升降装置和活动式面板4的动作。

优选地，换挡机构本体1实现挡位信号的发出与实时挡位的接收；换挡机构本体1包括与换挡机构集成在一起的换挡面板3，以及设置在换挡面板3上的换挡手柄2，换挡手柄2上设置有触摸式显示屏，换挡面板3与所述副仪表板上的换挡机构安装孔相匹配。本实施例中，换挡手柄2上有一个2英寸的触摸式显示屏，用来显示车辆实时挡位，并通过触摸屏实现P挡的锁止和解锁。

优选地，如图1所示，所述升降装置包括升降电机7及丝杆螺母副，升降电机7驱动所述丝杆螺母副从而带动换挡机构本体1上升或下降。本实施例中，所述丝杆螺母副有两组，两组丝杆螺母副对称设置且同步运转。

优选地，升降电机7驱动所述两组丝杆螺母副中的一根丝杠Ⅰ14转动，且所述两组丝杆螺母副中的两根丝杠，即丝杠Ⅰ14和丝杠Ⅱ15间通过带传动连接以实现两组丝杆螺母副同步运转。具体地，如图1和图3所示，丝杠Ⅰ14和丝杠Ⅱ15的下端分别设置有带轮，两带轮通过传动皮带13连接，图3是本实施方式中两丝杠的同步工作原理示意图。

优选地，升降电机7的输出轴通过传动齿轮组与相对应丝杠Ⅰ14连接。所述传动齿轮组中的小齿轮设置在升降电机7的输出轴上；所述传动齿轮组中的大齿轮设置在相对应丝杠Ⅰ14上。本实施例中，如图1和图3所示，传动齿轮Ⅱ11是一个大锥齿轮，设置在丝杠Ⅰ14上，传动齿轮Ⅰ10是一个小锥齿轮，设置在升降电机7的输出轴上；大锥齿轮与小锥齿轮一起形成减速齿轮组，在升降电机7驱动下将旋转运动传递至丝杠Ⅰ14，使丝杠Ⅰ14旋转。

优选地，丝杠Ⅰ14和丝杠Ⅱ15通过相对应的丝杠固定支架12设置在安装底板19上，丝杠固定支架12的横截面是“几”字形结构， “几”字形结构的底部空间可容纳传动带轮；丝杠螺母固定在换挡机构本体1上。

优选地，升降电机7通过电机固定座9设置在安装底板上，升降电机7通过电机压紧盖8紧固在电机固定座9上；升降电机7与所述控制系统电连接。本实施例中，升降电机7采用伺服电机。

优选地，如图1和图4所示，所述升降装置还包括设置在安装底板19上的支撑杆17，支撑杆17与换挡机构本体1上的导套相配合以使换挡机构本体1相对支撑杆17滑动。支撑杆17通过支撑杆支架16设置在安装底板19上，支撑杆支架16的横截面是“几”字形结构。本实施例中，支撑杆17有两根，两根支撑杆17对称设置且共用一个支撑杆支架16。支撑杆17用来辅助支撑、导向换挡机构本体1，使换挡机构本体在支撑杆上上下滑动，保证换挡机构本体1上下运动的稳定性。

优选地，如图1所示，活动式面板4与所述副仪表板上的换挡机构安装孔相匹配；活动式面板4通过两支架6设置在安装底板19上，活动式面板4以可活动的方式设置在两支架6上；两支架6对称设置在所述升降装置的两侧。

优选地，活动式面板4以可滑动的方式设置在两支架6上；两支架6的其中一个支架上设置有活动面板驱动电机18，活动面板驱动电机18的输出轴上设置有齿轮20以与活动式面板4下表的齿条21配合工作，如图5所示，图5是本实施方式中活动式面板的滑移工作原理示意图。活动面板驱动电机18与控制系统电连接。两支架6之间还设置有滑轨结构，活动式面板4可相对滑轨结构滑动。

优选地，所述滑轨结构是对称设置的两根滑动轴5，活动式面板4的两侧分别设置有滑套，所述滑套与相对应地滑动轴5配合工作。本实施例中，所述滑套与相对应地滑动轴5之间还设置有衬套，预防磨损。

当然，活动式面板4在两支架6上的活动方式不仅仅局限于此，比如，活动式面板4还可以以可转动的方式设置在两支架6上。具体地，两支架6之间设置有两个转动轴，活动式面板4分为两半且分别与相对应的转动轴连接并可随相对应的转动轴转动90度或90度以上。该具体实施例没有提供附图。

图2示出了本发明实施方式中升降式电子换挡机构的工作过程示意图（两种状态）。

换挡机构处于工作状态的形式：换挡机构本体1的换挡面板3和副仪表板上的换挡机构安装孔契合，换挡机构本体1的换挡手柄2处于副仪表板上方的位置，活动式面板4滑移至换挡机构本体1前侧的副仪表板下方处于隐藏状态，换挡机构、换挡手柄处于工作状态。

换挡机构在整车下电停止工作时的状态：换挡机构本体1整体下降至副仪表板下方，活动式面板4在活动面板驱动电机18和齿轮齿条组驱动下滑移至副仪表板上换挡面板安装孔位置并与换挡面板安装孔契合，进入闭合状态，封闭副仪表板上面板。

其具体工作步骤为：

发动机上电点火，控制系统控制活动面板驱动电机18旋转，活动式面板4在活动面板驱动电机18和齿轮齿条组的驱动下在支架6的滑动轴5上滑移至副仪表板下方；

控制系统控制升降电机7转动，减速锥齿轮组驱动丝杠Ⅰ14旋转，带传动将丝杠Ⅰ14的运动传至丝杠Ⅱ15，两根丝杠同时同向运动，在丝杠螺母副的作用下换挡机构本体1上升至工作位置，进入工作状态。

发动机熄火，控制系统控制升降电机7反向转动，减速锥齿轮组驱动丝杠Ⅰ14旋转，带传动将丝杠Ⅰ14的运动传至丝杠Ⅱ15，两个丝杠同时同向运动，在丝杠螺母副的作用下换挡机构本体1下降至副仪表台下方；

控制系统控制活动面板驱动电机18反向旋转，活动式面板4在活动面板驱动电机18和齿轮齿条组的驱动下在支架6的滑动轴5上滑移至副仪表板上换挡面板的安装位置，封闭副仪表板上的换挡机构的安装孔。

本发明安装位置在副仪表台上，可以实现在副仪表台上上升与下降（隐藏），即整车上电启动时，换挡机构本体的换挡手柄从副仪表台下方上上升至副仪表台上方，进入工作状态，断电后换挡机构本体降落至副仪表板下方，和换挡手柄一起隐藏于副仪表本体内部。本发明可以将电子换挡机构的科技感提升到一个更高的层次，并极大地提高了汽车的驾驶乐趣和仪式感，也增加了汽车在停车熄火后副仪表台及整个驾驶室的空间。本发明电子换挡机构的上升和下降隐藏并不对车内造型产生任何影响，开发、生产成本低。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种升降式电子换挡机构，包括换挡机构本体，其特征在于，还包括升降装置、活动式面板和控制系统；所述升降装置带动所述换挡机构本体上升或下降；所述换挡机构本体上升至工作位置时，所述活动式面板运动至副仪表板下方，所述换挡机构本体下降并隐藏于副仪表本体内部时，所述活动式面板封闭所述副仪表板上的换挡机构安装孔；所述控制系统控制所述升降装置和活动式面板的动作；

所述活动式面板与所述副仪表板上的换挡机构安装孔相匹配；所述活动式面板通过两支架设置在安装底板上，所述活动式面板以可活动的方式设置在所述支架上；所述两支架对称设置在所述升降装置的两侧；所述两支架之间还设置有滑轨结构，所述滑轨结构是对称设置的两根滑动轴，所述活动式面板的两侧分别设置有滑套，所述滑套与相对应地滑动轴配合工作；

所述升降装置包括升降电机及丝杆螺母副，所述升降电机驱动所述丝杆螺母副从而带动所述换挡机构本体上升或下降，所述升降电机与所述控制系统电连接；所述丝杆螺母副中的丝杆通过相对应的丝杠固定支架设置在安装底板上，所述丝杠固定支架的横截面是“几”字形结构，所述“几”字形结构的底部空间可容纳传动带轮；丝杠螺母固定在所述换挡机构本体上。

2.根据权利要求1所述的升降式电子换挡机构，其特征在于，所述丝杆螺母副有两组，两组丝杆螺母副对称设置且同步运转。

3.根据权利要求2所述的升降式电子换挡机构，其特征在于，所述升降电机驱动所述两组丝杆螺母副中的一根丝杠转动，且所述两组丝杆螺母副中的两根丝杠间通过带传动连接以实现两组丝杆螺母副同步运转。

4.根据权利要求3所述的升降式电子换挡机构，其特征在于，所述升降电机的输出轴通过传动齿轮组与相对应丝杠连接；所述传动齿轮组中的小齿轮设置在所述升降电机的输出轴上；所述传动齿轮组中的大齿轮设置在相对应丝杠上。

5.根据权利要求1至4任一所述的升降式电子换挡机构，其特征在于，所述升降装置还包括设置在安装底板上的支撑杆，所述支撑杆与所述换挡机构本体上的导套相配合以使所述换挡机构本体相对所述支撑杆滑动；所述支撑杆通过支撑杆支架设置在所述安装底板上，所述支撑杆支架的横截面是“几”字形结构。

6.根据权利要求1所述的升降式电子换挡机构，其特征在于，所述两支架的其中一个支架上设置有活动面板驱动电机，所述活动面板驱动电机的输出轴上设置有齿轮以与所述活动式面板下表的齿条配合工作，所述活动面板驱动电机与所述控制系统电连接。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的升降式电子换挡机构，其特征在于，所述换挡机构本体实现挡位信号的发出与实时挡位的接收；所述换挡机构本体包括与换挡机构集成在一起的换挡面板，以及设置在所述换挡面板上的换挡手柄，所述换挡手柄上设置有触摸式显示屏，所述换挡面板与所述副仪表板上的换挡机构安装孔相匹配。

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