CN110630738A - 一种自复位式电子换挡器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自复位式电子换挡器，包括：换挡杆、选换挡块、换挡感模块、联动杆、开关连杆以及电机；换挡杆与选换挡块卡接连接；换挡感模块上设有两列并排且相互连通的档位槽；换挡杆的一端固定有外凸部件，外凸部件上向外凸出的头部位于档位槽内；换挡杆上设置有竖向的滑槽，开关连杆上设有两个相互平行的圆轴，第一个圆轴的一端与开关连杆固定，另一端容设于滑槽内，第二个圆轴固定在电子换挡器的外壳上，且开关连杆绕第二个圆轴可以转动的设置在第二个圆轴上；开关连杆和选换挡块上对应设置有磁性元件；联动杆的侧壁上固定有凸轮，凸轮的一面与换挡杆形成抵靠配合关系。本发明可以实现换挡器的自动复位。

Description

一种自复位式电子换挡器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种自复位式电子换挡器。

背景技术

随着传统能源车辆电子化，以及新能源车型的普及。受此影响，传统的操纵换挡器经由拉索传递带动变速箱换挡的操纵形式，朝着由换挡器识别档位电信号，并将档位信号传递给变速箱实现换挡的操纵形式。

换挡器识别档位电信号即电子换挡器，与变速箱无机械连接，其操纵特性由自身决定。同时，电子换挡器上还可以集成手动模式(M+/M-)功能。

为满足自动泊车或自动驾驶的功能，电子换挡器需要设计成自复位式，使得在泊车或者自动驾驶时，可以换挡器可以自动复位。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种自复位式电子换挡器，可以实现换挡器的自动复位。

本发明提供的一种自复位式电子换挡器，包括：换挡杆、选换挡块、换挡感模块、联动杆、开关连杆以及驱动所述联动杆转动的电机；

所述选换挡块设有通孔，所述换挡杆的一端穿过所述选换挡块的通孔且与所述选换挡块卡接连接；

所述换挡感模块上设有两列并排且相互连通的档位槽，所述档位槽从两端向中部的方向上高度降低；

所述换挡杆的一端固定有外凸部件，所述外凸部件上向外凸出的头部位于所述档位槽内；所述换挡杆上设置有竖向的滑槽，所述开关连杆上设有两个相互平行的圆轴，第一个圆轴的一端与所述开关连杆固定，另一端容设于所述滑槽内，第二个圆轴固定在用于包裹所述自复位式电子换挡器的外壳上，且所述开关连杆绕所述第二个圆轴可以转动的设置在所述第二个圆轴上；所述开关连杆和所述选换挡块上对应设置有磁性元件；

所述联动杆的侧壁上固定有凸轮，所述凸轮的一面与所述换挡杆形成抵靠配合关系，且当所述凸轮抵靠所述换挡杆时，所述换挡杆产生从所述换挡感模块上的一列档位槽向另一列档位槽运动的趋势。

优选地，所述外凸部件包含有杆状本体，在所述杆状本体的一端延伸出子弹头状头部，在所述杆状本体上靠近所述子弹头状头部的一端设有内衬套和外衬套，所述内衬套套设在所述杆状本体上，所述外衬套套设在所述内衬套上，所述内衬套的一端设有弹簧，所述弹簧套设在所述杆状本体上。

优选地，所述换挡杆的一端设有滑道，所述外凸部件的杆状本体容设于所述滑道内，且所述外凸部件的弹簧内嵌于所述滑道中。

优选地，在所述联动杆的一端固定有蜗轮；

所述电机的输出轴为蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮连接，且所述蜗杆与所述蜗轮的轴向垂直。

优选地，所述凸轮上设有磁性元件，所述蜗轮上设有用于感应所述凸轮转动角度的传感器；

自复位式电子换挡器还包括控制电路，所述控制电路用于从所述蜗轮上的传感器获取所述凸轮的位置数据，并根据所述凸轮的位置数据控制所述电机转动，使得所述凸轮与所述换挡杆相抵靠或分离。

优选地，所述选换挡块在其相对的两个侧面上设有八边形孔，所述换挡杆上设有孔轴，所述换挡杆上的孔轴插入所述八边形孔中固定。

优选地，所述换挡杆的下端侧壁上设有所述滑槽以及定位台，所述滑槽为U型槽，且所述滑槽的开口向下，所述凸轮上的一面与所述定位台形成抵靠配合关系；其中，所述换挡杆的下端为靠近所述外凸部件的一端；所述孔轴位于所述滑槽的上方。

优选地，所述选换挡块在其相对的两个侧面上向外延伸有第三圆轴，所述选换挡块上的磁性元件设置在所述第三圆轴的端部，且所述选换挡块上延伸有第三圆轴的侧面与设有所述八边形孔的侧面不相同。

优选地，还包括有两个用于固定所述选换挡块的转轴固定块，所述转轴固定块上设有八边形孔；所述第三圆轴插入所述转轴固定块的八边形孔内进行固定。

优选地，所述换挡感模块上两列挡位槽中，在第一列挡位槽的底部最低处与第二列挡位槽的底部最低处之间连通。

优选地，还包括用于感应所述开关连杆和所述选换挡块上磁性元件转动角度的传感器。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明提供的自复位式电子换挡器，在换挡杆莫上并排设置有两列挡位槽，分别对应自动模式和手动模式，这两列挡位槽之间连通，换挡杆可以通过其端部的外凸部件在挡位槽中移动以及在两列挡位槽之间来回移动。电机可以驱动联动杆旋转，使得联动杆上的凸轮与换挡杆之间形成抵靠关系，驱使换挡感模块在两列挡位槽之间移动，当车辆下电时，可以通过凸轮抵靠换挡杆，使得换挡杆回到默认的挡位槽中。

此外，换挡杆模块的挡位槽底部中部为挡位槽底部最低点，作为换挡杆的初始位置，当驾驶员移动换挡杆至其他挡位对应的挡位槽位置时，松开换挡杆，换挡杆就会滑道挡位槽底部最低点，即恢复到初始位置，也即是自复位。

并且，在选换挡块和开关连杆上均设有磁石或者磁铁，可以通过传感器感应磁石或者磁铁的信号，判断换挡杆在两个不同方向上的转动角度，其中一个对应换挡杆在两个并列挡位槽之间的移动，另一个对应换挡杆在一列挡位槽内部的移动，因此通过传感器检测磁石或者磁铁的信号，可以判断换挡杆所处的挡位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电子换挡器的立体图。

图2是本发明提供的选换挡块的立体图。

图3是本发明提供的换挡感模块的立体图。

图4是本发明提供的换挡感模块的剖面图。

图5是本发明提供的换挡杆的立体图。

图6是本发明提供的开关连杆的立体图。

图7是本发明提供的联动杆的立体图。

图8是本发明提供的外凸部件的立体图。

图9是本发明提供的电机的立体图。

图10是本发明提供的转轴固定块的立体图。

具体实施方式

本发明提供一种自复位式电子换挡器，如图1所示，该电子换挡器包括：换挡杆8、选换挡块1、换挡感模块4、联动杆6、开关连杆2以及驱动联动杆6转动的电机5。

如图2所示，选换挡块1设有通孔14，换挡杆8的一端穿过选换挡块1的通孔14且与选换挡块1卡接连接。

如图3所示，换挡感模块4上设有两列并排的条状的换挡槽41、42，且换挡感模块4上的两列换挡槽41、42之间相互连通；如图4所示，换挡感模块4上每一列换挡槽从两端向中部的方向上高度逐渐降低。图4中，411和414分别表示挡位槽底部最高点和最低点，412表示挡位槽底部最高点和最低点之间的位置，413表示挡位槽轮廓。

换挡杆8的一端固定有外凸部件3，外凸部件3上向外凸出的头部位于换挡感模块4的挡位槽内；如图5所示，换挡杆8上设置有竖向的滑槽83，如图6所示，开关连杆2上设有两个相互平行的圆轴21、22，第一个圆轴22的一端与开关连杆2固定，另一端容设于滑槽83内，第二个圆轴21固定在用于包裹自复位式电子换挡器的外壳(图中未示出)上，且开关连杆2绕第二个圆轴21可以转动的设置在第二个圆轴21上；开关连杆2和选换挡块1上对应设置有磁性元件，磁性元件为磁铁或者磁石，图2中的13和图6中的23所示均为磁性元件。自复位式电子换挡器还包括用于感应开关连杆2和选换挡块1上磁性元件转动角度的传感器，该传感器可以是霍尔传感器。

联动杆6与电机5之间通过齿轮传动的方式连接，如图7所示，联动杆6的侧壁上固定有凸轮612，凸轮612的一面与换挡杆8形成抵靠配合关系，且当凸轮612抵靠换挡杆8时，换挡杆8产生从换挡感模块4上的一列挡位槽向另一列挡位槽运动的趋势。

本发明提供的自复位式电子换挡器中，通过电机5驱动联动杆6转动，联动杆6的转动带动凸轮612的转动，凸轮612转动与换挡杆8形成抵靠关系，使得换挡杆8上的外凸部件3在换挡感模块4上的两列挡位槽41、42之间移动。更具体的，转动联动杆6，通过凸轮612抵靠挤压换挡杆8，使得换挡杆8上的外凸部件3从靠第二列挡位槽42移动至第一列挡位槽41中。同时，通过凸轮612抵靠挤压换挡杆8，可以使换挡杆8固定在第一列挡位槽41中，对换挡杆8进行限位。

其中，换挡杆8上滑槽83的方向为竖向，当滑槽83有竖向的运动趋势时，滑槽83可以带动开关连杆2绕着第二个圆轴21转动，通过识别开关连杆2上磁性元件的信号，可以判断开关连杆2的转动角度。

在选换挡块1上也设有磁铁或者磁石，可以通过识别选换挡块1上磁性元件的信号，可以判断选换挡块1的转动角度。

一般而言，换挡杆8上的外凸部件3可以在换挡感模块4上的两列挡位槽41、42中来回移动，也可以在其中一列挡位槽中来回移动。通过开关连杆2的转动角度可以判断外凸部件3在其中一列挡位槽中的位置，通过选换挡块1的角度可以判断外凸部件3当前位于哪列挡位槽内部。

优选地，换挡感模块4上的两列挡位槽41、42中，第一列挡位槽41设为自动模式的R、N、D的挡位槽，第二列挡位槽42为手动模式的M+/M-挡位槽。外凸部件3在两列挡位槽41、42中运动，挡位槽可以设置合适的形状导引或限制换挡杆8上外凸部件3的运动位置，以产生合适的手感。这里，换挡感模块4的挡位槽底部为斜坡状，可以通过改变斜坡的角度来产生合适的手感，以及导引或者限制换挡杆8上外凸部件3的运动位置。

例如，第一列挡位槽41中，挡位槽最高点设为R挡、挡位槽最低点设为初始位置、挡位槽中间点设为N挡，在挡位槽上除了最高点之外的另一端点设为D挡。通过感应开关连杆2上的磁性元件的信号，判断开关连杆2的转动角度，进一步可以判断外凸部件3在第一列挡位槽41中的位置，进而可以判断当前驾驶员切换的是R挡、N挡、D挡中的哪一个。

换挡感模块4上的第一列挡位槽41和第二列挡位槽42的底部为斜坡状，其底部从两端向中部，高度不断降低，底部的中部的高度最低，作为初始位置，当驾驶员换完挡位后，松开换挡杆8时，换挡杆8都会回复到初始位置，换挡杆8每次切换挡位时，都是从初始位置开始切换，这样方便根据开关连杆2的转动角度判断换挡杆8在挡位槽中所处的位置，进而对应切换的挡位。因此可以满足自动泊车或驾驶的需求。

换挡感模块4上两列挡位槽41、42中，在第一列挡位槽41的底部最低处与第二列挡位槽42的底部最低处之间连通。

其中第二列挡位槽42靠近联动杆6，第一列挡位槽41远离联动杆6。当外凸部件3的头部位于第二列挡位槽42中，车辆下电时，通过电机5驱动联动杆6转动，使得联动杆6上的凸轮612与换挡杆8之间形成抵靠关系，驱动外凸部件3从第二列挡位槽42移动至第一列挡位槽41中，即换挡杆8恢复到R、N、D挡位槽的位置。

如图8所示，外凸部件3包含有杆状本体35，在杆状本体35的一端延伸出子弹头状头部31，在杆状本体35上靠近子弹头状头部的一端设有内衬套33和外衬套32，内衬套33套设在杆状本体35上，外衬套32套设在内衬套33上，内衬套33的一端设有弹簧34，弹簧34套设在杆状本体35上。

继续参考图5，换挡杆8的一端设有滑道81，外凸部件3的杆状本体35容设于滑道81内，且外凸部件3的弹簧34内嵌于滑道81中，换挡杆8的另一端85为驾驶员抓握端。子弹头状头部31在换挡感模块4的两列挡位槽41、42内运动时，杆状本体35上套设有弹簧34，当驾驶员握住换挡杆8的端部移动换挡杆8时，杆状本体35上的弹簧34可以产生换挡手感。内衬套33和外衬套32相互配合，可以减小外凸部件3在换挡杆8的滑道81内运动的间隙。

继续参考图7，在联动杆6的一端固定有蜗轮611。

如图9所示，电机5的输出轴为蜗杆511，蜗杆511与蜗轮611连接，且蜗杆511与蜗轮611的轴向垂直。

凸轮612上设有磁性元件，蜗轮611上设有用于感应凸轮612转动角度的传感器。

自复位式电子换挡器还包括控制电路(图中未示出)，控制电路与蜗轮611上的传感器电性连接，用于从蜗轮611上的传感器获取凸轮612的位置数据，并根据凸轮612的位置数据控制电机5转动，使得凸轮612与换挡杆8相抵靠或分离。

控制电路还与用于感应开关连杆2和选换挡块1上磁性元件转动角度的传感器的电性连接，控制电路还用于获取开关连杆2和选换挡块1的转动角度，根据选换挡块1的转动角度判断换挡杆8移动至哪列挡位槽，是第一列挡位槽41还是第二列挡位槽42，当第一列挡位槽41对应自动驾驶模式，第二列挡位槽42对应手动驾驶模式，则可以判断换挡杆8切换至手动驾驶模式还是自动驾驶模式。根据开关连杆2的转动角度判断换挡杆8在挡位槽的对应位置，判断出当前换挡杆8对应切换的挡位。

例如，控制电路根据选换挡块1的转动角度和开关连杆2的转动角度，判断换挡杆8回到第二列挡位槽42的初始位置时，且车辆下电，则控制电机5转动，使得凸轮612与换挡杆8之间形成抵靠关系，将换挡杆8切换至第一列挡位槽41中，并将换挡杆8限制在第一列挡位槽41中。

继续参考图2，选换挡块1在其相对的两个侧面上设有八边形孔11，换挡杆8上设有孔轴84，换挡杆8上的孔轴84插入八边形孔11中固定。选换挡块1在其相对的两个侧面上向外延伸有第三圆轴12，选换挡块1上的磁铁或磁石设置在第三圆轴12的端部，且选换挡块1上延伸有第三圆轴12的侧面与设有八边形孔11的侧面不相同。第三圆轴12的端部固定有磁性元件13。

继续参考图5，换挡杆8的下端侧壁上设有滑槽83以及定位台82，滑槽83为U型槽，且滑槽83的开口向下，联动杆6上的凸轮612上的一面与定位台82形成抵靠配合关系；其中，换挡杆8的下端为靠近外凸部件3的一端；孔轴位于滑槽83的上方。

自复位式电子换挡器还包括有两个用于固定选换挡块1的转轴固定块7，如图10所示，转轴固定块7上设有八边形孔711；第三圆轴12插入转轴固定块7的八边形孔711内进行固定。转轴固定块7上的八边形孔711与第三圆轴12相配合，作为选换挡块1运动的支撑。优选地，在转轴固定块7上位于八边形孔711的两端还可以设置有两个通孔，这两个通孔中可以容设连杆，用于对转轴固定块7进行限位固定。

综上所述，本发明提供的自复位式电子换挡器，在换挡感模块4并排设置有两列挡位槽41、42，分别对应自动模式和手动模式，这两列挡位槽41、42之间连通，换挡杆8可以通过其端部的外凸部件3在挡位槽中移动以及在两列挡位槽41、42之间来回移动。电机5可以驱动联动杆6旋转，使得联动杆6上的凸轮612与换挡杆8之间形成抵靠关系，驱使换挡杆8在两列挡位槽41、42之间移动，当车辆下电时，可以通过凸轮612抵靠换挡杆8，使得换挡杆8回到默认的挡位槽中。

此外，换挡感模块4的挡位槽底部中部为凹槽底部最低点，其作为换挡杆8的初始位置，当驾驶员移动换挡杆8至其他挡位对应的挡位槽位置时，松开换挡杆8，换挡杆8就会滑到挡位槽底部最低点，即恢复到初始位置，也即是自复位。

并且，在选换挡块1和开关连杆2上均设有磁性元件，可以通过传感器感应磁性元件的信号，判断换挡杆8在两个不同方向上的转动角度，其中一个对应换挡杆8在两个并列挡位槽41、42之间的移动，另一个对应换挡杆8在一列挡位槽内部的移动，因此通过传感器检测磁石或者磁铁的信号，可以判断换挡杆8所处的挡位。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种自复位式电子换挡器，其特征在于，包括：换挡杆、选换挡块、换挡感模块、联动杆、开关连杆以及驱动所述联动杆转动的电机；

所述选换挡块设有通孔，所述换挡杆的一端穿过所述选换挡块的通孔且与所述选换挡块卡接连接；

所述换挡感模块上设有两列并排且相互连通的档位槽，所述档位槽从两端向中部的方向上高度降低；

所述换挡杆的一端固定有外凸部件，所述外凸部件上向外凸出的头部位于所述档位槽内；所述换挡杆上设置有竖向的滑槽，所述开关连杆上设有两个相互平行的圆轴，第一个圆轴的一端与所述开关连杆固定，另一端容设于所述滑槽内，第二个圆轴固定在用于包裹所述自复位式电子换挡器的外壳上，且所述开关连杆绕所述第二个圆轴可以转动的设置在所述第二个圆轴上；所述开关连杆和所述选换挡块上对应设置有磁性元件；

所述联动杆的侧壁上固定有凸轮，所述凸轮的一面与所述换挡杆形成抵靠配合关系，且当所述凸轮抵靠所述换挡杆时，所述换挡杆产生从所述换挡感模块上的一列档位槽向另一列档位槽运动的趋势。

2.根据权利要求1所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述外凸部件包含有杆状本体，在所述杆状本体的一端延伸出子弹头状头部，在所述杆状本体上靠近所述子弹头状头部的一端设有内衬套和外衬套，所述内衬套套设在所述杆状本体上，所述外衬套套设在所述内衬套上，所述内衬套的一端设有弹簧，所述弹簧套设在所述杆状本体上。

3.根据权利要求2所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述换挡杆的一端设有滑道，所述外凸部件的杆状本体容设于所述滑道内，且所述外凸部件的弹簧内嵌于所述滑道中。

4.根据权利要求1所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，在所述联动杆的一端固定有蜗轮；

所述电机的输出轴为蜗杆，所述蜗杆与所述蜗轮连接，且所述蜗杆与所述蜗轮的轴向垂直。

5.根据权利要求4所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述凸轮上设有磁性元件，所述蜗轮上设有用于感应所述凸轮转动角度的传感器；

自复位式电子换挡器还包括控制电路，所述控制电路用于从所述蜗轮上的传感器获取所述凸轮的位置数据，并根据所述凸轮的位置数据控制所述电机转动，使得所述凸轮与所述换挡杆相抵靠或分离。

6.根据权利要求1所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述选换挡块在其相对的两个侧面上设有八边形孔，所述换挡杆上设有孔轴，所述换挡杆上的孔轴插入所述八边形孔中固定。

7.根据权利要求6所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述换挡杆的下端侧壁上设有所述滑槽以及定位台，所述滑槽为U型槽，且所述滑槽的开口向下，所述凸轮上的一面与所述定位台形成抵靠配合关系；其中，所述换挡杆的下端为靠近所述外凸部件的一端；所述孔轴位于所述滑槽的上方。

8.根据权利要求6所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述选换挡块在其相对的两个侧面上向外延伸有第三圆轴，所述选换挡块上的磁性元件设置在所述第三圆轴的端部，且所述选换挡块上延伸有第三圆轴的侧面与设有所述八边形孔的侧面不相同。

9.根据权利要求8所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，还包括有两个用于固定所述选换挡块的转轴固定块，所述转轴固定块上设有八边形孔；所述第三圆轴插入所述转轴固定块的八边形孔内进行固定。

10.根据权利要求1所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，所述换挡感模块上两列挡位槽中，在第一列挡位槽的底部最低处与第二列挡位槽的底部最低处之间连通。

11.根据权利要求1所述的自复位式电子换挡器，其特征在于，还包括用于感应所述开关连杆和所述选换挡块上磁性元件转动角度的传感器。

Images