CN110725942B - 一种旋钮换挡器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋钮换挡器及车辆，涉及车辆技术领域。本发明的旋钮换挡器包括：第一磁性件，其具有磁极相反的第一端部和第二端部。第二磁性件，配置成可操作地绕其中轴线旋转，第二磁性件在旋转的过程中始终与第一磁性件的第一端部相互接触，并且第二端部伸出于第二磁性件之外。其中，第二磁性件在旋转的过程中，其与第一磁性件的第一端部相互接触的表面的摩擦系数周期性排列，以在第一磁性件与第二磁性件因相互吸引力而互相挤压时，第二磁性件受到的摩擦力发生周期性的变化。本发明在第二磁性件的一侧表面摩擦系数进行周期性排列，使得第一磁性件与第二磁性件之间的摩擦力周期性的变化，从而得到旋钮换挡器的换挡力和换挡手感的匹配。

Description

一种旋钮换挡器及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种旋钮换挡器及车辆。

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。当前市场上和开发中的旋钮换挡器的取力结构均为齿形槽加弹簧顶针来模拟换挡力，结构复杂，取力结构开模后换挡力很难再进行调整，甚至造成模具报废。由于取力结构受齿形槽轮廓度影响，故对模具精度、表面质量要求较高，增加模具成本，缩短模具使用寿命。目前的旋钮换挡器由于是机械部件，换挡力一旦固化便无法再进行调节，不能根据不同驾驶者对换挡力的需求进行适应性调整，降低换挡舒适性。此外，当前市场上和开发中的旋钮换挡器不具备独立锁止功能。

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模具精度要求高，成本大的问题。

本发明的另一个目的是解决现有技术中的换挡器换挡力一旦固化便无法再进行调节的问题。

本发明的另一个目的是解决现有技术中的换挡器不具备独立锁止功能的问题。

本发明的另一个目的是提供一种车辆，具有该旋钮换挡器，解决现有技术中的车辆在换挡过程中影响驾驶体验的问题。

特别地，本发明提供了一种旋钮换挡器，包括：

第一磁性件，其具有磁极相反的第一端部和第二端部；和

第二磁性件，配置成可操作地绕其中轴线旋转，所述第二磁性件在旋转的过程中始终与所述第一磁性件的所述第一端部相互接触，并且所述第二端部伸出于所述第二磁性件之外；

其中，所述第二磁性件在旋转的过程中，其与所述第一磁性件的所述第一端部相互接触的表面的摩擦系数周期性排列，以在所述第一磁性件与所述第二磁性件因相互吸引力而互相挤压时，所述第二磁性件受到的摩擦力发生周期性的变化。

可选地，所述第二磁性件为圆盘形，所述第二磁性件的一侧面处均匀设置有多个以中轴线为圆心呈圆形分布的摩擦块，所述摩擦块的表面与所述第二磁性件的侧面表面形成连续的平面，以在所述第二磁性件在旋转过程中，所述第一磁性件的所述第一端部与所述摩擦块周期性的接触和分离，从而使所述第二磁性件受到的摩擦力发生周期性的变化。

可选地，所述第一磁性件为电磁铁；

所述第二磁性件为柔性永磁性材料或者磁铁可吸附金属材料；

通过调节通入所述第一磁性件的电流调节所述电磁铁的所述电磁铁的磁性力，进而调节所述第二磁性件受到的摩擦力大小；或

通过调节所述摩擦块的摩擦系数来调节所述第二磁性件受到的摩擦力大小。

可选地，还包括锁止机构，所述锁止机构用于在所述旋钮换挡器开始工作时放开所述第二磁性件，在所述旋钮换挡器停止工作时锁止所述第二磁性件。

可选地，所述锁止机构包括能够绕第一旋转轴转动的第三磁性件，所述第三磁性件具有第三端部和第四端部，所述第一旋转轴位于所述第三端部和所述第四端部之间；

其中，所述第三磁性件的所述第三端部与所述第一磁性件的所述第二端部相对设置，所述第三磁性件的所述第四端部设置有一凸块；

所述第二磁性件的侧面设置有与所述凸块相互配合的锁止凹槽，所述凸块卡接于所述锁止凹槽处时锁止所述第二磁性件，所述凸块离开所述锁止凹槽时解锁所述第二磁性件。

可选地，在所述第三磁性件的所述第一旋转轴与所述凸块之间还设置有弹簧；

当所述第一磁性件通电时，所述第一磁性件的所述第二端部与所述第三磁性件的所述第三端部相互吸引以使所述凸块离开所述锁止机构从而解锁所述第二磁性件；

当所述第一磁性件通电结束后，所述弹簧对所述第三磁性件具有拉伸力以使得所述第三磁性件的所述凸块具有向所述锁止凹槽内运动趋势以锁止所述第二磁性件。

可选地，所述锁止凹槽为多个，均匀设置在所述第二磁性件的一侧，并以所述中轴线为圆心呈圆形分布；所述凸块能够与任一所述锁止凹槽锁止。

可选地，所述锁止凹槽与所述摩擦块分别设置于所述第二磁性件的两侧，所述第一磁性件的所述第一端部与所述第三磁性件的所述第四端部分别位于所述第二磁性件的两侧。

可选地，还包括第二旋转轴和旋钮本体，所述旋钮本体通过第二旋转轴与所述第二磁性件连接，所述旋钮本体位于所述第二磁性件的所述中轴线上，所述第二磁性件能够与所述旋钮本体同步转动。

特别地，本发明还提供一种车辆，上面所述的旋钮换挡器。

本发明的旋钮换挡器通过在第二磁性件的一侧表面摩擦系数进行周期性排列，使得第一磁性件与第二磁性件之间的摩擦力周期性的变化，从而得到旋钮换挡器的换挡力和换挡手感的匹配。并且，本发明的旋钮换挡器的取力结构为摩擦式取力部件，对模具件轮廓度要求不高，模具的精度低，成本较低。

本发明的旋钮换挡器采用通过调整通入电磁铁的电流或者调整摩擦块的摩擦系数来控制摩擦力大小，利用摩擦力与压力和摩擦系数成正比的原理来调整换挡力大小，力值可以随通入电磁铁线圈中的电流连续调整，直至力值满足要求，固化摩擦块的摩擦系数和磁铁线圈匹配的电阻值即可，因此，匹配简单。

本发明的旋钮换挡器通过控制通入电磁铁(即第一磁性件)的电流来调整换挡力大小，可将换挡力设计成两种或者多种换挡力可调的模式，满足不同用车人群的换挡力需求。且可以根据不同使用人群固化多种换挡力，整车量产后，实车上即可根据需求选择不同的换挡力，设计更人性化，迎合不同用车人群需求，提升整车豪华感。

进一步地，本发明的旋钮换挡器设计有锁止机构，具有较好的防盗功能。

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仰视图；

图3是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的俯视图；

图4是根据本发明另一个实施例的旋钮换挡器的侧视图；

图5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。具体地，本实施例提供一种旋钮换挡器100，该旋钮换挡器100可以包括第一磁性件10和第二磁性件20。其中，第一磁性件10，其具有磁极相反的第一端部11和第二端部12。第二磁性件20配置成可操作地绕其中轴线旋转，第二磁性件20在旋转的过程中始终与第一磁性件10的第一端部11相互接触，并且第二端部12伸出于第二磁性件20之外。其中，第二磁性件20在旋转的过程中，其与第一磁性件10的第一端部11相互接触的表面的摩擦系数周期性排列，以在第一磁性件10与第二磁性件20因相互吸引力而互相挤压时，第二磁性件20受到的摩擦力发生周期性的变化。本实施例的旋钮换挡器100均直接设置或者通过支架设置在车辆需要用到的地方的壳体上。

本实施例中，通过在第二磁性件20的一侧表面摩擦系数进行周期性排列，使得第一磁性件10与第二磁性件20之间的摩擦力周期性的变化，从而得到旋钮换挡器100的换挡力和换挡手感的匹配。并且，本实施例的旋钮换挡器100的取力结构为摩擦式取力部件，对模具件轮廓度要求不高，模具的精度低，成本较低。

图2是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的仰视图；图3是根据本发明一个实施例的旋钮换挡器的俯视图。更为具体地，本实施例的第二磁性件20为圆盘形，第二磁性件20的一侧面处均匀设置有多个以中轴线为圆心呈圆形分布的摩擦块21(如图2所示)，摩擦块21的表面与第二磁性件20的侧面表面形成连续的平面，以在第二磁性件20在旋转过程中，第一磁性件10的第一端部11与摩擦块21周期性的接触和分离，从而使第二磁性件20受到的摩擦力发生周期性的变化。本实施例的摩擦块21可以焊接或者卡接到第二磁性件20上。

本实施例在第二磁性件20的一侧设置多个摩擦块21从而实现了第一磁性件10与第二磁性件20之间摩擦力发生周期性变化从而实现换挡手感。本实施例将旋钮换挡器100的取力结构在设计冻结之前就可以支持换挡力评价。评价通过后即可固化数据参数，在后期模具件中直接应用。

作为本发明一个具体地实施例，第一磁性件10为电磁铁。第二磁性件20为柔性永磁性材料或者磁铁可吸附金属材料。在第一磁性件10吸附第二磁性件20的时候，第二磁性件20会有轻微变形量，从而保证通过调节通入第一磁性件10的电流调节电磁铁的磁性力，进而调节第二磁性件20受到的摩擦力大小。或通过调节摩擦块21的摩擦系数来调节第二磁性件20受到的摩擦力大小。本实施例采用通过调整通入电磁铁的电流或者调整摩擦块21的摩擦系数来控制摩擦力大小，利用摩擦力与压力和摩擦系数成正比的原理来调整换挡力大小，力值可以随通入电磁铁线圈中的电流连续调整，直至力值满足要求，固化摩擦块21的摩擦系数和磁铁线圈匹配的电阻值即可，因此，匹配简单。

具体地，在第二磁性件20旋转的过程中，在第一磁性件10的第一端部11可以与其中一个摩擦块21由完全不接触-部分接触-完全接触-部分接触-完全不接触。很显然，在该过程中，当第一磁性件10与摩擦块21完全不接触时，第二磁性件20受到的摩擦力最小。当第二磁性件20运动到第一端部11与摩擦块21部分接触时，开始具有一定的摩擦力，而随着第一端部11与摩擦块21接触的面积的增大，第二磁性件20受到的摩擦力也逐渐增大。当第一端部11与摩擦块21完全接触，此时第二磁性件20受到的摩擦力最大。当然，第一端部11与摩擦块21由完全接触运动到部分接触再到完全不接触的过程中，第二磁性件20受到的摩擦力的情况与前面相反。由于本实施例的摩擦块21与第一端部11之间没有方向性，因此不管第二磁性件20是正转还是反转，第二磁性件20受到的摩擦力的情况都一样，均是先变大再变小，并且只要第二磁性件20的运动速度一样，则第二磁性件20受到的摩擦力的大小和趋势一样。因此，本实施例的换当旋钮器正反转的换挡手感都是一样的。

具体地，在换挡力匹配的过程中，在调节电磁铁的电流时，可以不改变摩擦块21的摩擦系数。同样，在改变摩擦块21的摩擦系数时，可以不改变电磁铁的磁性力。当然，也可以都改变。在实际操作过程中，一般摩擦块21的摩擦系数定下来之后一般不好改变。当后续在旋钮换挡器100匹配手感的过程中，一般都会采用改变第一磁性件10的电流的方式来改变手感。本实施例通过控制通入电磁铁(即第一磁性件10)的电流来调整换挡力大小，可将换挡力设计成两种或者多种换挡力可调的模式(比如“M”模式和“W”模式)，满足不同用车人群的换挡力需求。且可以根据不同使用人群固化多种换挡力，整车量产后，实车上即可根据需求选择不同的换挡力，设计更人性化，迎合不同用车人群需求，提升整车豪华感。

作为本发明一个具体地实施例，本实施例的旋钮换挡器100还可以包括锁止机构30(如图1所示)，锁止机构30用于在旋钮换挡器100开始工作时放开第二磁性件20，在旋钮换挡器100停止工作时锁止第二磁性件20。本实施例的旋钮换挡器100具备锁止功能，进而可以实现防盗的功能。

作为本发明一个具体地实施例，具体地，锁止机构30包括能够绕一第一旋转轴31转动的第三磁性件32，该第三磁性件32为磁铁可吸附金属材料。第三磁性件32具有第三端部33和第四端部34，第一旋转轴31位于第三端部33和第四端部34之间。其中，第三磁性件32的第三端部33与第一磁性件10的第二端部12相对设置，第三磁性件32的第四端部34设置有一凸块35。第二磁性件20的侧面设置有与凸块35相互配合的锁止凹槽22(如图3所示)，凸块35卡接于锁止凹槽22处时锁止第二磁性件20，凸块35离开锁止凹槽22时解锁第二磁性件20。

作为本发明一个具体地实施例，在第三磁性件32的第一旋转轴31与凸块35之间还设置有弹簧36。当第一磁性件10通电时，第一磁性件10的第二端部12与第三磁性件32的第三端部33相互吸引以使凸块35离开锁止机构30从而解锁第二磁性件20。当第一磁性件10通电结束后，弹簧36对第三磁性件32具有拉伸力以使得第三磁性件32的凸块35具有向锁止凹槽22内运动趋势以锁止第二磁性件20。

本实施例中的锁止机构30是基于杠杆原理，利用弹簧36的弹力，以及第一磁性件10与第三磁性件32之间的吸引力，使得该锁止机构30在锁止和解锁之间切换，结构简单的同时，具有较好的防盗功能。

作为另一个实施例，本实施例中的弹簧也可以是电磁铁，在第二磁性件20需要锁止时通电，将第三磁性件32的第四端部34吸引，凸块35卡接在锁止凹槽22内。当第二磁性件20需要解锁时，将该电磁铁断电，第一磁性件10通电，此时第一磁性件10将第三磁性件32的第三端部33吸引，使得第四端部34的凸块35离开锁止凹槽22从而解锁。

更为具体地，锁止凹槽22为多个，均匀设置在第二磁性件20的一侧，并以中轴线为圆心呈圆形分布。凸块35能够与任一锁止凹槽22锁止。锁止凹槽22与摩擦块分别设置于第二磁性件20的两侧，第一磁性件10的第一端部11与第三磁性件32的第四端部34分别位于第二磁性件20的两侧。更为具体地，本实施例的锁止凹槽22与摩擦块21数量相同，并且相对设置。

图4是根据本发明另一个实施例的旋钮换挡器的侧视图。作为本发明一个具体地实施例，本实施例的旋钮换挡器100还可以包括第二旋转轴40和旋钮本体50，旋钮本体50通过第二旋转轴40与第二磁性件20连接，旋钮本体50位于第二磁性件20的中轴线上，第二磁性件20能够与旋钮本体50同步转动。该实施例中，当旋转旋钮本体50时，第二磁性件20与旋钮本体50共同运动，因此第二磁性件20受到的摩擦力传递至旋钮本体50上，使得旋转旋钮本体50的手感一样。作为另一个实施例，第二磁性件20与第二旋转轴40和旋钮本体50一体化成型。作为另一个实施例，第二磁性件20也可以直接作为旋钮本体50，供用户旋转。

图5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。本实施例的旋钮换挡器100在使用前可以进行手感匹配。具体手感匹配的过程包括：

F10制作旋钮换挡器100的样件；

F20调整第一磁性件10的电流大小或调整摩擦块21摩擦系数；

F30判断手感是否匹配；

F40若是，则计算匹配电阻值或摩擦系数，并固化，完成匹配过程；

若否，则继续调整第一磁性件10的电流值或继续调整摩擦块21的摩擦系数，直至手感匹配为止。

由于本实施例的旋钮换挡器100的结构简单，其手感匹配的方法也简单，可以满足不同用车人群的换挡力需求，使设计更人性化，提升整车豪华感。

作为本发明一个具体地实施例，本实施例还提供一种车辆，该车辆包括上面的旋钮换挡器100。具有该旋钮换挡器100的车辆可以固化多种换挡力，在实车上设置换挡力调节按钮，满足不同用车人群的换挡力需求，使设计更人性化，提升整车豪华感。

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 (7)

1.一种旋钮换挡器，其特征在于，包括：

第一磁性件，其具有磁极相反的第一端部和第二端部；和

第二磁性件，配置成可操作地绕其中轴线旋转，所述第二磁性件在旋转的过程中始终与所述第一磁性件的所述第一端部相互接触，并且所述第二端部伸出于所述第二磁性件之外；

其中，所述第二磁性件在旋转的过程中，其与所述第一磁性件的所述第一端部相互接触的表面的摩擦系数周期性排列，以在所述第一磁性件与所述第二磁性件因相互吸引力而互相挤压时，所述第二磁性件受到的摩擦力发生周期性的变化；

其中，还包括锁止机构，所述锁止机构用于在所述旋钮换挡器开始工作时放开所述第二磁性件，在所述旋钮换挡器停止工作时锁止所述第二磁性件；

所述锁止机构包括能够绕第一旋转轴转动的第三磁性件，所述第三磁性件具有第三端部和第四端部，所述第一旋转轴位于所述第三端部和所述第四端部之间；

其中，所述第三磁性件的所述第三端部与所述第一磁性件的所述第二端部相对设置，所述第三磁性件的所述第四端部设置有一凸块；所述第二磁性件的侧面设置有与所述凸块相互配合的锁止凹槽，所述凸块卡接于所述锁止凹槽处时锁止所述第二磁性件，所述凸块离开所述锁止凹槽时解锁所述第二磁性件；

在所述第三磁性件的所述第一旋转轴与所述凸块之间还设置有弹簧；

当所述第一磁性件通电时，所述第一磁性件的所述第二端部与所述第三磁性件的所述第三端部相互吸引以使所述凸块离开所述锁止机构从而解锁所述第二磁性件；

当所述第一磁性件通电结束后，所述弹簧对所述第三磁性件具有拉伸力以使得所述第三磁性件的所述凸块具有向所述锁止凹槽内运动趋势以锁止所述第二磁性件。

2.根据权利要求1所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述第二磁性件为圆盘形，所述第二磁性件的一侧面处均匀设置有多个以中轴线为圆心呈圆形分布的摩擦块，所述摩擦块的表面与所述第二磁性件的侧面表面形成连续的平面，以在所述第二磁性件在旋转过程中，所述第一磁性件的所述第一端部与所述摩擦块周期性的接触和分离，从而使所述第二磁性件受到的摩擦力发生周期性的变化。

3.根据权利要求2所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述第一磁性件为电磁铁；

所述第二磁性件为柔性永磁性材料或者磁铁可吸附金属材料；

通过调节通入所述第一磁性件的电流调节所述电磁铁的磁性力，进而调节所述第二磁性件受到的摩擦力大小；

通过调节所述摩擦块的摩擦系数来调节所述第二磁性件受到的摩擦力大小。

4.根据权利要求3所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述锁止凹槽为多个，均匀设置在所述第二磁性件的一侧，并以所述中轴线为圆心呈圆形分布；所述凸块能够与任一所述锁止凹槽锁止。

5.根据权利要求4所述的旋钮换挡器，其特征在于，

所述锁止凹槽与所述摩擦块分别设置于所述第二磁性件的两侧，所述第一磁性件的所述第一端部与所述第三磁性件的所述第四端部分别位于所述第二磁性件的两侧。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的旋钮换挡器，其特征在于，

还包括第二旋转轴和旋钮本体，所述旋钮本体通过第二旋转轴与所述第二磁性件连接，所述旋钮本体位于所述第二磁性件的所述中轴线上，所述第二磁性件能够与所述旋钮本体同步转动。

7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的旋钮换挡器。

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