CN110439992A - 一种旋钮换挡器及旋钮换挡器的手感匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋钮换挡器及旋钮换挡器的手感匹配方法，涉及车辆零部件技术领域。本发明的旋钮换挡器包括：壳体，其上设置有磁铁；旋钮，能够与所述壳体绕一转轴相对旋转，旋钮的一侧外周均匀分布有多个磁性装置，磁性装置的中心连线形成一个以转轴为中心的圆圈，磁铁位于圆圈内，磁铁在旋转到任何一个磁性装置与转轴连线处时，磁铁与磁性装置具有预设间隙。本发明的旋钮换挡器由于磁铁和磁性装置的相互吸引力的作用，使得旋钮会在两个稳态之间相互切换，从而保证换挡手感。旋钮在旋转的过程中不存在机械接触，因此在旋转的过程中不会出现换挡声音，提高了用户体验。本发明的手感匹配方法简单，手感匹配的周期短。

Description

一种旋钮换挡器及旋钮换挡器的手感匹配方法

技术领域

本发明涉及车辆零部件技术领域，特别是涉及一种旋钮换挡器及旋钮换挡器的手感匹配方法。

背景技术

随着车辆技术不断进步，车辆内部件逐渐趋于方便和简洁。换挡部件也不例外，由传统的拨动挡可以更换为更加不占用空间的旋钮换挡器。当前旋钮换挡器手感部件使用齿形槽和弹簧顶针来实现操作手感，由于此种结构存在很大的机械缺陷，如：摩擦力的匹配很复杂，如果摩擦力太大会造成手感粘滞，定位感差，摩擦力太小会造成换挡无质感，容易换挡过冲。当前旋钮换挡器手感部件匹配周期长，齿形槽需要经过复杂的计算进行力值匹配，通过调整各曲面的曲率和衔接，实现手感，匹配周期长，难度大。此外，目前的旋钮换挡器对于开模要求较高，表面要求较高，在长期使用过程中，会出现手感变差的问题。由于是机械部件，运动过程中会产生异响，咔咔或沙沙声，不利于用户体验。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种旋钮换挡器，解决现有技术中换挡器的手感差的问题。

本发明的另一个目的是解决现有技术中的换挡器在换挡时会出现异响，影响用户体验的问题。

本发明的另一个目的是提供一种旋钮换挡器的手感匹配方法，解决现有技术中的手感匹配周期长难度大的问题。

特别地，本发明提供了一种旋钮换挡器，包括：

壳体，其上设置有磁铁；

旋钮，其能够与所述壳体绕一转轴相对旋转，所述旋钮的一侧外周均匀分布有多个磁性装置，所述磁性装置的中心连线形成一个以转轴为中心的圆圈，所述磁铁位于所述圆圈内，所述磁铁在旋转到任何一个所述磁性装置与所述转轴连线处时，所述磁铁与所述磁性装置具有预设间隙。

可选地，所述磁铁为两个，其中一个所述磁铁位于所述转轴与其中一个所述磁性装置的连线处时，另一个所述磁铁同样位于所述转轴和另一个所述磁性装置的连线处。

可选地，所述磁铁为两个，对称的设置在所述转轴的两侧。

可选地，每一所述磁铁在所述磁性装置与所述转轴的连线时，所述预设间隙相同。

可选地，所述预设间隙为0.3-0.7mm。

可选地，所述磁铁选自电磁铁或持续材料组成的磁铁中的一种。

可选地，所述磁性装置包括永磁铁。

特别地，本发明还提供一种旋钮换挡器的手感匹配方法，应用于上面所述的旋钮换挡器，包括如下步骤：

计算具有预设手感的目标磁铁的磁场强度；

测量所述目标磁铁在该磁场强度下的第一力值曲线；

获取与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁，测量所述试验磁铁在所述磁场强度下的第二力值曲线；

判断所述目标磁铁的所述第一力值曲线和所述试验磁铁的所述第二力值曲线是否一致；

若一致，则匹配完成。

可选地，所述目标磁铁为电磁铁，通过调节所述目标磁铁的电流来调节所述目标磁铁的手感，从而得到具有预设手感的所述目标磁铁。

可选地，所述试验磁铁为电磁铁，获取与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁，包括：通过调节所述试验磁铁的电流来得到具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁。

本发明的旋钮换挡器的旋钮在旋转的过程中，由于磁铁和磁性装置的相互吸引力的作用，使得旋钮会在两个稳态之间相互切换，从而保证换挡手感。由于磁铁与磁性装置之间依靠吸引力来使得旋钮达到稳态，挡位感清晰，有节渡感，松手后会自动定位，在靠近下一个稳态前会被吸入，使得该旋钮换挡器的换挡手感好。此外，该旋钮换挡器的磁铁与磁性装置之间存在间隙，旋钮在旋转的过程中机械接触少，因此在旋转的过程中几乎不会出现换挡声音，提高了用户体验。

本发明的手感匹配方法是以旋钮换挡器作为载体，通过调节磁铁的磁场强度调节手感，再通过比对力值曲线匹配手感，从而可以生产大量的磁铁，保证旋钮换挡器的生产。本发明方法的手感匹配方法简单，手感匹配的周期短。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的示意性侧视图；

图2是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的示意性俯视图；

图3是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的旋钮旋转至磁阻最小稳态位置的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的旋钮旋转至临界位置的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的旋钮旋转至另一个磁阻最小稳态位置的示意图；

图6是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的手感匹配方法的示意性流程图；

图7是根据本发明另一个实施例的旋钮换挡器的手感匹配方法的示意性流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器100的示意性侧视图；图2是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器100的示意性俯视图。本发明提供一种旋钮换挡器100，该旋钮换挡器100可以包括壳体10和旋钮20。其中，壳体10上设置有磁铁11。具体地，壳体10位于车辆上，其可以用来安装旋钮20。旋钮20能够与壳体10绕一转轴相对旋转，旋钮20的一侧外周均匀分布有多个磁性装置21，磁性装置21的中心连线形成一个以转轴为中心的圆圈，磁铁11位于圆圈内，磁铁11在旋转到任何一个磁性装置21与转轴连线处时，磁铁11与磁性装置21具有预设间隙。

具体地，由于磁铁11与每一磁性装置21之间具有吸引力，当磁铁11旋转至其中一个磁性装置21与转轴的连线位置处时收到的吸引力最大，形成一个稳态。当磁铁11旋转至两个磁性装置21连线的中垂线处时，此时的磁铁11由于受到两侧的磁性装置21的吸引力相互平衡，形成了另一个稳态。进一步旋转，则会使得旋钮20形成下一个稳态。旋钮20在旋转的过程中，由于磁铁11和磁性装置21的相互吸引力的作用，使得旋钮20会在两个稳态之间相互切换，从而保证换挡手感。由于磁铁11与磁性装置21之间依靠吸引力来使得旋钮20达到稳态，使得该旋钮换挡器100的换挡手感好。此外，该旋钮换挡器100的磁铁11与磁性装置21之间存在间隙，旋钮20在旋转的过程中仅有较少位置的机械接触，因此在旋转的过程中几乎不会出现换挡声音，提高了用户体验。

作为一个具体地实施例，磁铁11为两个，其中一个磁铁位于转轴与其中一个磁性装置21的连线处时，另一个磁铁同样位于转轴和另一个磁性装置21的连线处。设置两个磁铁11是为了能够增加在旋钮20转动过程中，磁铁11与磁性装置21之间的力，从而保证旋钮20在旋转换挡的过程中处于稳态时更加稳定。

作为另一个具体地实施例，磁铁11为两个，对称的设置在转轴的两侧。磁铁11对称设置使得其他部分的磁铁11和磁性装置21对另一个磁铁11的影响较小，保证旋钮20换挡的手感。

作为一个具体地实施例，每一磁铁11在磁性装置21与转轴的连线时，预设间隙相同。预设间隙为0.3-0.7mm。例如，间隙为0.3mm、0.5mm或0.7mm。优选为0.5mm。磁铁11与磁性装置21之间设置间隙，即保证了旋钮20正常的旋转，又使得旋钮20在旋转的过程中，磁铁11和磁性装置21之间具有较大的吸引力。

作为一个具体地实施例，磁铁11选自电磁铁或磁性材料组成的磁铁中的一种。当磁铁11选择电磁铁时，通过调节电磁铁中通的电流的大小可以调节磁铁与磁性装置21之间的吸引力大小，可以调整旋钮20处于稳态时的力，进而调节旋钮20的手感。

作为一个具体地实施例，磁性装置21包括永磁铁，当然作为其它的实施例，磁性装置21也可以是任何能够与磁铁11相互吸引的具有磁性的物质，例如硅锰切割而成的磁极。

作为本发明一个具体地实施例，如图1和图2所示，本实施例的旋钮换挡器100包括壳体10和旋钮20，其中壳体10上表面对称设置有磁铁11，中间设置有通孔12。旋钮20的侧截面为T型，包括位于上方的第一部件22和位于下方的第二部件23。其中，本实施例中所述的中上方、下方等方位是按照本实施例的附图进行描述，主要是为了便于理解，不限制本发明的保护范围。第二部件23为圆柱体型，穿插在壳体10的通孔12中。第一部件22和第二部件23可以一体成型。第二部件23可以作为旋钮20旋转的转轴。且旋钮20的第一部件22为圆盘型。其下表面的靠近圆盘的位置边缘处均匀设置有多个磁性装置21。磁性装置越多操作者手感随磁性装置的数量多少变得越细腻，因为每一次进入稳态位置都会给操作者一个入位的感觉。

具体地，当旋钮20设置在壳体10上时，第一部件22穿插在通孔12中，可以给予旋钮20支撑力，且保持旋钮20可以绕第一部件22旋转。此外，当旋钮20安装在壳体10上时，设置在第二部件23下表面的磁性装置21与设置在壳体10上的磁铁11位于同一水平面上。且旋钮20在旋转的过程中，磁铁11与磁性装置21之间都存在间隙，保证旋转的正常进行。本实施例中，旋钮20逆时针旋转，即旋钮20按照图中箭头所指的方向旋转。

图3是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器100的旋钮20旋转至磁阻最小稳态位置的示意图；如图3所示，当磁铁11位于磁性装置21与转轴连线位置时，此时的磁铁11与最接近的磁性装置21的吸引力最大，且两侧的磁性装置21给予磁铁11的吸引力相互平衡。此时，若进一步旋转旋钮20，磁铁11与磁性装置21发生偏离，旋钮20受到的阻力增加。只要施加在旋钮20上的力增大到突破磁铁11与对应磁性装置21的最大力时，旋钮20才会发生旋转。

图4是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器100的旋钮20旋转至临界位置的示意图。当旋钮20旋转到如图4所示的位置时，此时磁铁11位于两个磁性装置21的连线的中垂线上。磁铁11受到两个磁性装置21的引力相互平衡，此时旋钮20所受的力为0。当需要旋转旋钮20时，只需要轻轻用力就可以旋转旋钮20。此时就处于旋钮20的一个临界位置。

图5是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器100的旋钮20旋转至另一个磁阻最小稳态位置的示意图。如图5所示，当旋钮20继续旋转，磁铁11受到的前面的磁性装置21的引力减小，受到后一个磁性装置21的引力增加，此时旋钮20收到的吸引力与施加在磁性装置21上的力一致，操作旋钮20的人能感受到入位感。当旋钮20旋转到与后一个磁性装置21的距离最小时(如图5所示的位置)，此时就进入了下一个稳态。此时旋钮20所受到的力与第一个稳态时旋钮20所受到的力相同。如果继续旋转，则整个旋钮20受到的力就重复上面的过程，且旋转旋钮20的操作者感受到的感觉也同样与上面步骤中相同。操作者在一次次的力值变化的过程中感受到了换挡手感。

由于本发明的旋钮换挡器100的换挡手感是磁铁11与磁性装置21之间通过吸引力实现的，因此不存在机械摩擦，不会出现响声。此外，本实施例的旋钮换挡器100的磁性装置21是均匀设置的，因此不同方向旋转旋钮20手感都是一致的。

图6是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器100的手感匹配方法的示意性流程图；如图6所示，本发明还提供一种旋钮换挡器100手感匹配方法，该方法应用于上面实施例所述的旋钮换挡器。该手感匹配方法可以包括如下步骤：

S10计算具有预设手感的目标磁铁的磁场强度；

S20测量目标磁铁在该磁场强度下的第一力值曲线；

S30获取与具有预设手感的目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁，测量试验磁铁在该磁场强度下的第二力值曲线；

S40判断目标磁铁的第一力值曲线和试验磁铁的第二力值曲线是否一致；

S50若一致，则匹配完成。

本发明的该实施例中，通过改变磁铁的磁场强度来改变磁铁与磁性装置的吸引力，从而改变旋钮20旋转的手感，即换挡手感。得到最合适的换挡手感后，测到第一力值曲线。再通过测试目标磁铁的第二力值曲线与第一力值曲线进行比对，比对两条曲线一直，则匹配完成，从而得到第二目标磁铁的磁场强度。根据磁场强度可以制作出大量的目标磁铁，进而制作出大量的旋钮换挡器100。本发明的手感匹配方法非常简单，手感匹配的周期短。

作为一个具体地实施例，所述目标磁铁为电磁铁，通过调节所述目标磁铁的电流来调节所述目标磁铁的手感，从而得到具有预设手感的所述目标磁铁。

作为一个具体地实施例，

所述试验磁铁为电磁铁，获取与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁，包括：

通过调节所述试验磁铁的电流，得到与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁。

在本实施例中，通过调节电流就可以调节目标磁铁和试验磁铁的磁场强度，从而使得手感匹配方法更简单。

以下以目标磁铁和试验磁铁均为电磁铁为例进行手感匹配的过程具体进行描述。

图7是根据本发明另一个实施例的旋钮换挡器100的手感匹配方法的示意性流程图；如图7所示，首先，准备一个与上面的旋钮换挡器100一样的旋钮换挡器。对目标磁铁进行通电，通过改变目标磁铁的电流的大小，感受旋钮换挡器100的换挡手感。当得到需要的换挡手感时，停止调节电流。此时计算目标磁铁的磁场强度并测量此时旋钮换挡器100的旋钮20的第一力值曲线。其次，安装试验磁铁，根据目标磁铁的磁场强度给试验磁铁进行充磁并跟换至旋钮换挡器100上，测试试验磁铁在旋钮换挡器100换挡时的第二力值曲线。最后，对比第一力值曲线与第二力值曲线，若一致，则匹配成功，若不一致，在调节试验磁铁的磁场强度，直至第一力值曲线与第二力值曲线一致为止。则根据匹配得到的试验磁铁的磁场强度制作磁铁，然后批量生产，就能得到想要的手感的旋钮换挡器100。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种旋钮换挡器，其特征在于，包括：

壳体，其上设置有磁铁；

旋钮，其能够与所述壳体绕一转轴相对旋转，所述旋钮的一侧外周均匀分布有多个磁性装置，所述磁性装置的中心连线形成一个以转轴为中心的圆圈，所述磁铁位于所述圆圈内，所述磁铁在旋转到任何一个所述磁性装置与所述转轴连线处时，所述磁铁与所述磁性装置具有预设间隙。

2.根据权利要求1所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述磁铁为两个，其中一个所述磁铁位于所述转轴与其中一个所述磁性装置的连线处时，另一个所述磁铁同样位于所述转轴和另一个所述磁性装置的连线处。

3.根据权利要求1所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述磁铁为两个，对称的设置在所述转轴的两侧。

4.根据权利要求2或3所述的旋钮换挡器，其特征在于，

两个所述磁铁分别位于所述磁性装置与所述转轴的连线时，两个所述磁铁与各自对应的磁性装置之间的预设间隙相同。

5.根据权利要求4所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述预设间隙为0.3-0.7mm。

6.根据权利要求1所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述磁铁选自电磁铁或持续材料组成的磁铁中的一种。

7.根据权利要求1所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述磁性装置包括永磁铁。

8.一种旋钮换挡器的手感匹配方法，应用于权利要求1-7中任一项所述的旋钮换挡器，其特征在于，包括如下步骤：

计算具有预设手感的目标磁铁的磁场强度；

测量所述目标磁铁在该磁场强度下的第一力值曲线；

获取与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁，测量所述试验磁铁在所述磁场强度下的第二力值曲线；

判断所述目标磁铁的所述第一力值曲线和所述试验磁铁的所述第二力值曲线是否一致；

若一致，则匹配完成。

9.根据权利要求8所述的手感匹配方法，其特征在于，

所述目标磁铁为电磁铁，通过调节所述目标磁铁的电流来调节所述目标磁铁的手感，从而得到具有预设手感的所述目标磁铁。

10.根据权利要求8或9所述的手感匹配方法，其特征在于，所述试验磁铁为电磁铁，获取与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁，包括：

通过调节所述试验磁铁的电流，得到与具有所述预设手感的所述目标磁铁的磁场强度相当的试验磁铁。