CN111207205A - 线控换挡系统用换挡执行器 - Google Patents

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CN111207205A CN201910544779.6A CN201910544779A CN111207205A CN 111207205 A CN111207205 A CN 111207205A CN 201910544779 A CN201910544779 A CN 201910544779A CN 111207205 A CN111207205 A CN 111207205A
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金东愿
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Abstract

本发明提供一种线控换挡系统用换挡执行器。本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器包括：发动机；传感器部，接收所供应的通过变速杆操作而选择的PRND档中任一档的变速信号，将所述发动机旋转直至所述变速信号的相应变速位置；动力传输部，接收由所述发动机传输的动力而旋转；输出部，与所述动力传输部连接而旋转；及旋转部件，一侧与所述输出部连接，另一侧与变速器的操作部连接，通过所述输出部而旋转所述变速位置，由此，对所述变速器进行变速。

Description

线控换挡系统用换挡执行器
技术领域
本发明涉及线控换挡系统用换挡执行器，更具体地涉及一种运用蜗轮结构而直接调整变速齿轮的线控换挡系统(Shift By Wire)用换挡执行器。
背景技术
一般而言，车辆的线控换挡系统即SBW(Shift By Wire)是指利用执行器与电子档杆及控制器(或ECU)而不具备变速器与变速杆之间的机械连接构造的变速系统。
自动变速器使用油压电路、行星齿轮装置及摩擦要素而制造了齿轮比，以用于执行变速，对于该结构部件的控制，由变速器控制部(Transmission Control Unit；TCU)承担。
适用于该线控换挡系统(shift by wire)的自动变速器与现有的机械式变速杆不同，不存在机械式线缆连接构造，直接摆脱将在液压泵产生的压力直接传输为人的力或切断的现有的方式，通过在变速器控制部(TCU)发出命令的电子信号而运行电磁阀或电动机，由此，执行将压力传输至油压电路并切断的作用的电子变速控制。
并且，线控换挡系统的自动变速器，通过驾驶者的简单的按钮操作及操作杆的操作而将驾驶者的变速意愿简便地传输至变速器控制部，而能够按前进、后退或停车种类调节车辆，具有极大减少驾驶席旁边的空间的优点。
但对于通过平齿轮或滑动方式而变速各个档的换挡执行器的情况，因产品尺寸大，在适用于其它公司或其它车辆时，具有受到设计的制约的缺点。
并且，用于驱动齿轮并传输动力的传送带(belt)、滑轮(pulley)、杠杆(lever)通过滑动方式旋转，并因识别各个档的变速及位置，而具有运行范围大的缺点。
对于该现有的换挡执行器的运行条件，存在增加部件的尺寸，及也增加组装状态的产品的体积而增加重量的缺点。
现有技术文献
【专利文献】
(专利文献1)韩国公开专利第10-2012-0062560号(公开日期2012年06月14日)
(专利文献2)韩国公开专利第10-2014-0019985号(公开日期2014年02月18日)
发明的内容
发明要解决的技术问题
本发明是为了解决该现有技术问题而研发，本发明的目的在于提供一种换挡执行器，与线控换挡系统用变速器接合而直接对变速齿轮变速。
并且，提供一种线控换挡系统用换挡执行器，直接与变速齿轮连接，而减少用于操作变速齿轮的部件数量及重量。
而且，提供一种线控换挡系统用换挡执行器，适用蜗轮结构，而与现有的相比，体积小但噪音及震动少且输出相同的功率。
但，本发明的目的并非通过所述目的限定，在不脱离本发明的思想及领域的范围内能够进行各种扩展。
用于解决问题的技术方案
为了实现所述本发明的目的，本发明的一方面的线控换挡系统用换挡执行器包括：发动机；传感器部，接收所供应的通过变速杆操作而选择的PRND档中任一档的变速信号，将所述发动机旋转直至所述变速信号的相应变速位置；动力传输部，接收由所述发动机传输的动力而旋转；输出部，与所述动力传输部连接而旋转；及旋转部件，一侧与所述输出部连接，另一侧与变速器的操作部连接，通过所述输出部而旋转所述变速位置，对所述变速器进行变速。
并且，所述传感器部包括：印刷电路板(PCB)，接收所传输的所述变速信号；霍尔开关(HALL IC)，配置在所述PCB；及磁铁，与所述HALL IC分隔一定距离而配置，所述磁铁配置在所述输出部的输出齿轮的上面，并与所述输出齿轮轴结合。
而且，所述变速信号通过连接所述变速杆与所述传感器部的电缆而以CAN数据总线式传输。
并且，所述动力传输部包括：第一齿轮，与所述发动机的旋转轴轴结合，将所述发动机的旋转轴的第一方向作为中心轴旋转；第二齿轮，按与所述第一齿轮垂直方向配置，与所述第一齿轮咬合而将与所述第一方向垂直的第二方向作为中心轴旋转。
并且，所述第一齿轮包括：第一轴承，能够旋转地固定于所述发动机的旋转轴；第一齿轮部，与所述第二齿轮咬合。
而且，所述第二齿轮包括：第二齿轮部，与所述第一齿轮咬合；第三齿轮部，与所述输出部咬合；及第二轴承，通过轴结合所述第二齿轮部与所述第三齿轮部。
并且，所述输出部包括：输出齿轮，按与所述第二齿轮垂直方向配置，与所述第二齿轮咬合，而将与所述第二方向垂直的第三方向作为中心轴旋转；固定板，限定所述输出齿轮的旋转角度，所述输出齿轮与所述旋转部件的一侧轴结合。
而且，所述输出齿轮包括：输出齿轮部，与所述第二齿轮咬合；突出部，突出形成于所述输出齿轮的上面，在所述输出齿轮脱离已设定的旋转范围的情况下，与所述固定板接触而停止所述输出齿轮的旋转。
并且，所述固定板包括供所述突出部通过而贯通的贯通孔，所述贯通孔与所述突出部对应形成，以所述第三方向为中心而为与所述突出部相比展开既定角度的形式。
而且，本发明的一方面的线控换挡系统用换挡执行器还包括：外壳，将所述发动机、所述传感器部、所述动力传输部及输出部容纳于内部，所述外壳以所述旋转部件的中心轴为基准而分为上型与下型，并包括容纳所述发动机的第一容纳部与容纳所述动力传输部的第二容纳部，所述第一容纳部与所述第二容纳部配置在所述下型。
发明的效果
由此，本发明将蜗轮结构适用于线控换挡系统用换挡执行器，蜗轮与变速齿轮通过旋转部件直接连接，与现有的换挡执行器对比，体积小但噪音及震动少且输出相同的功率。
并且，因不存在除了旋转部件之外的蜗轮与变速齿轮之间的另外的连接部件，由此，因部件数量的减少而减少作业时间，从而，提高生产力。
而且，与现有相比，通过减少的部件数量，而得到降低车辆的重量的效果，由此，提高燃料消耗率。
而且，与现有相比，体积减小，能够广泛适用于设置空间大量受限的国内外的其它车辆种类。
但，本发明的效果并非限定于所述效果，在不脱离本发明的思想及领域的范围内能够进行各种扩展。
附图说明
图1为显示本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器的立体图；
图2为图1的后视图；
图3为显示本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器的正面图(上型外壳未图示)；
图4为发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器的后视图；
图5为图3的侧面图；
图6为图5的B部分的局部放大图；
图7为图5的C部分的局部放大图；
图8为显示图2的A-A截面的局部截面图；
图9为显示将本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器设置在变速器的状态的附图。
附图标记说明
1000:线控换挡系统用换挡执行器
100:发动机
200:传感器部
300:动力传输部
400:输出部
500:旋转部件
600:外壳
700:变速器
800:变速杆
210:PCB
220:HALL IC
230:磁铁
310:第一齿轮
320:第二齿轮
410:输出齿轮
420:固定板
510:凹陷部
610:上型
620:下型
810:显示器部
311:第一轴承
312:第一齿轮部
321:第二齿轮部
322:第三齿轮部
323:第二轴承
411:输出齿轮部
412:突出部
421:贯通孔
621:第一容纳部
622:第二容纳部
D1:第一方向
D2:第二方向
D3:第三方向
具体实施方式
对于下面所述的本发明的具体说明，参照将本发明所实施的特定实施例为例图示的参照附图。该实施例进行具体说明以使本领域技术人员充分实施本发明。应当理解，本发明的各种实施例相互不同，但无需相互排它。例如，在此记载的特定形状、结构及特性与一实施例关联，不脱离本发明的思想及范围而由其它实施例实现。并且，分别公开的实施例内的个别构成要素的位置或配置应以不脱离本发明的思想及范围并能够进行变更的情况理解。因此，下面所述的具体说明并非作为限定意义采用，本发明的范围，在适当说明的情况下，该权利要求范围主张的同等的所有范围一起仅通过权利要求范围限定。附图中类似的参照符号经过不同方面而表示相同或类似的功能。
下面，参照附图对本发明的例示的实施形式的线控换挡系统用换挡执行器进行说明。尤其，在本发明中，研发一种适用蜗轮结构而蜗轮与变速齿轮通过旋转部件直接连接而对变速器进行变速，与现有相比，体积小但噪音与震动小并输出相同的功率的线控换挡系统用换挡执行器。
图1为本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器1000的立体图，图2为图1的后视图。图3为本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器1000的正面图，图4为图3的后视图，图5为图3的侧面图。图9为显示将本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器1000设置在变速器700的状态的附图。
在图3与图5中，未显示上型610外壳600，以容易确认配置在外壳600内部的线控换挡系统用换挡执行器1000的结构及形状。在图3中简要以虚线显示了传感器部200的PCB210与磁铁230。图9中仅部分显示了与本发明的驱动直接相关的装置。
参照图1至图4、图9，本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器1000包括：动力源即发动机100；传感器部200，接收所供应的通过变速杆800操作而选择的PRND档中任一档的变速信号，并旋转发动机100直至变速信号的相应变速位置；动力传输部300，接收发动机100传输的动力而旋转；输出部400，与动力传输部300连接而旋转；及旋转部件500，一侧与输出部400连接，另一侧与变速器700的操作部(未图示)连接，通过输出部400而旋转变速位置程度，由此，对变速器700进行变速。
本发明的一个实施例的动力传输部300包括：第一齿轮310，与发动机100的旋转轴轴结合而将第一方向D1作为中心轴旋转；第二齿轮320，以与第一齿轮310垂直方向配置，与第一齿轮310咬合，而将第二方向D2作为中心轴旋转。
为了容易说明动力传输部300的结构及运行原理，将既为发动机100的旋转中心轴，且为第一齿轮310的旋转中心轴定义为第一方向D1，将与第一方向D1垂直的第二齿轮320的旋转中心轴定义为第二方向D2，将与第二方向D2垂直的下面说明的输出部400的输出齿轮410的旋转中心轴定义为第三方向D3。
参照图3而对动力传输部300作如下具体说明。
首先，第一齿轮310包括：第一轴承311，能够旋转地固定于发动机100的旋转轴；第一齿轮部312，沿着第一轴承311的圆周形成而与第二齿轮320咬合。
在图3的实施例中，第一齿轮部312由与发动机100连接的一侧分隔一定距离形成，但其仅作为一个实施例，本发明并未限定第一齿轮部312的位置及长度。
即，在与第二齿轮320咬合旋转而不增减由发动机100传输的动力的方式下传输至第二齿轮320的情况下，第一齿轮部312沿着第一轴承311的长度方向而形成于一部分或整体。
下面，第二齿轮320包括：第二齿轮部321，与第一齿轮310，即第一齿轮部312咬合；第三齿轮部322，与输出部400，即输出齿轮410咬合；及第二轴承323，通过轴结合第二齿轮部321与第三齿轮部322。
在图3的实施例中，第二齿轮部321与第三齿轮部322分隔一定距离而配置于第二轴承323，但其作为一个实施例，在本发明中，未限定第二齿轮部321与第三齿轮部322之间的距离及长度。
即，在第二齿轮部321与第一齿轮310，即第一齿轮部312咬合旋转，第三齿轮部322与输出部400，即输出齿轮410咬合旋转而动力能够被传输至输出部400的情况下，第二齿轮部321与第三齿轮部322分隔既定距离配置或未分隔并连接配置。
并且，第二齿轮320能够旋转地固定于下面所述的外壳600。
在图3的实施例中，在第二齿轮部321与第三齿轮部322之间显示一处与在第三齿轮部322的外侧一处，总两处固定部，但其仅作为一个实施例，本发明并未限定第二齿轮320的固定位置及数量。
即，根据外壳600的形状或输出部400的最大输出而不同地适用固定位置及数量。
第一齿轮310的固定方法也未由图3显示的实施例限定并进行不同地适用。
下面参照图3与图5，对输出部400进行具体说明。
输出部400包括：输出齿轮410，以与第二齿轮320垂直方向配置，与第二齿轮320，即第三齿轮部322咬合而将第三方向D3作为中心轴旋转；固定板420，在输出齿轮410的旋转角度脱离已设定的旋转范围的情况下，停止旋转而限定输出齿轮410的旋转角度。
首先，输出齿轮410与旋转部件500的一侧轴结合而起到将由动力传输部300传输的动力最大限度传输至旋转部件500的作用。
并且，输出齿轮410包括：输出齿轮部411，与第二齿轮320，即第三齿轮部322咬合；突出部412，突出形成至输出齿轮410的上面，在输出齿轮410脱离已设定的旋转范围的情况下，与固定板420接触而停止输出齿轮410的旋转。
如图3显示所示，突出部412包括：圆筒状的圆形部，将第三方向D3作为中心轴；变形部，在圆形部的局部向外侧方向突出。
在图3所示的实施例中，输出齿轮部411被配置于输出齿轮410的一部分，输出齿轮部411与变形部形成于基于第三方向D3对称的位置，但其仅作为一个实施例，本发明并非限定输出齿轮部411与变形部的位置关系。
即，输出齿轮410在已设定的角度内自由旋转，在脱离已设定的角度的情况下，通过固定板420停止，而满足不再旋转的结构的情况下，输出齿轮部411配置于输出齿轮410的整体或局部。
并且，对于输出齿轮部411配置于输出齿轮410的一部分的情况，输出齿轮部411与变形部以第三方向D3为中心分隔既定角度而配置，或配置在对称的位置，或配置在相同的位置。
并且，输出齿轮410在已设定的角度内自由旋转并在不脱离已设定的角度的情况下，为通过固定板420稳定停止的形状时，变形部的形状能够不同地适用。
另外，固定板420包括：贯通孔421，贯通以供突出部412通过；其它贯通孔421，贯通以供插入螺栓等机械要素而将固定板420固定于外壳600。
贯通孔421包括：旋转部，形成为与圆形部对应的形状，以供圆形部通过；接触部，在变形部通过，并且输出齿轮410脱离已设定的旋转范围的情况下，与变形部接触而停止输出齿轮410的旋转。
接触部的两个端部形成为与变形部的接触面对应的形状，以第三方向D3为中心而比变形部扩展既定角度的形状。
变形部的扩展角度按变速器700，即操作部(未图示)的P档与D档的变速位置差规定。
例如变形部的扩展角度为48度，此时，操作部(未图示)的各个档之间的变速位置差为16度。
对于变形部的位置，即输出齿轮410的旋转角度的旋转部件500的旋转角度，即操作部(未图示)的旋转角度，利用图6及图7而作如下具体说明。
图8为显示图2的A-A截面(传感器部200)的局部截面图。
参照图8而对传感器部200作如下具体说明。
本发明的一个实施例的传感器部200包括：PCB210，接收所传输的通过驾驶者的变速杆800操作而产生的变速信号；HALL IC220，封装在PCB210；磁铁230，与HALL IC220分隔既定距离而配置。
此时，磁铁230配置在输出齿轮410的上面，与输出齿轮410轴结合。
在HALL IC220检测变速信号的情况下，将电源施加至发动机100而驱动。
并且，在HALL IC220实时感应磁铁230的旋转角，而感应与变速信号相应的变速位置的情况下，停止发动机100。
因磁铁230与输出齿轮410轴结合，与输出齿轮410等量旋转。
即，通过感应磁铁230的旋转角而测定输出齿轮410的旋转角。
筒状的变速位置是指进行变速器700的档变速的操作部(未图示)的位置。
但，在本发明中，操作部(未图示)与旋转部件500直接连接而等量旋转，由此，变速位置，即操作部(未图示)的位置是指旋转部件500的旋转角。
因此，为了测定旋转部件500的旋转角，感应与轴结合旋转部件500的输出齿轮410轴结合的磁铁230的旋转角。
变速信号通过连接变速杆800与传感器部200的电缆(未图示)而以CAN数据总线方式传输。
参照图2、图4、图5，旋转部件500为具有既定长度的棒状，以使一侧可旋转地固定于输出部400，另一侧可旋转地固定于变速器700的操作部(未图示)。
旋转部件500与输出齿轮410轴结合。
并且，旋转部件500还包括：凹陷部510，以使与操作部(未图示)完全咬合而等量旋转。
该凹陷部510形成为与操作部(未图示)的突出形状(未图示)对应的形状。
而且，在本发明中，通过凹陷部510的位置而确认旋转部件500的旋转位置。
图6为图5的B部分(输出部400的一部分)的局部放大图，图7为图5的C部分(旋转部件500的一部分)的局部放大图。
参照图6与图7，对输出齿轮410与旋转部件500的关系作如下说明。
图6的粗的实线为输出齿轮410的位置时，图7的粗的实线为此时的旋转部件500的位置。
并且，图7的粗的实线为变速信号P档的变速位置时，图6的粗的实线为此时的输出齿轮410的位置。
即，输出齿轮410与旋转部件500等量旋转，通过旋转输出齿轮410，使得与旋转部件500轴结合的操作部(未图示)直接旋转，最终对变速器700进行变速。
再次参照图1及图2，本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器1000还包括：外壳600，在内部容纳发动机100、传感器部200、动力传输部300及输出部400。
外壳600按与第三方向D3垂直方向而分离为上型610与下型620，包括容纳发动机100的第一容纳部621与容纳动力传输部300的第二容纳部622。
第一容纳部621与第二容纳部622配置于下型620，但其仅为一个实施例，本发明未限制外壳600的结构及形状。
图9为显示将本发明的一个实施例的线控换挡系统用换挡执行器1000设置在变速器700的状态的附图。
如图9显示所示，在变速杆800包括显示所选择的变速值(范围)的显示器部810，即指示器，与变速杆800的操作同时变更指示器的显示。
综上，实施例中说明的特征、结构、效果等包含于本发明的一个实施例，并非必须限定于一个实施例。而且，在各个实施例中例示的特征、结构、效果等通过实施例所属领域的普通技术人员能够通过其它实施例进行组合或变形而实施。因此，与该组合与变形相关的内容应以包含于本发明的范围进行解释。
并且，综上以实施例为中心进行了说明，但其仅为例示，并非限定本发明，本发明所属领域的普通技术人员在不脱离本实施例的本质特征的特性的范围内，能够进行综上未例示的各种变形与应用。例如，实施例具体显示的各个构成要素能够进行变形实施。并且，该变形与应用相关的差异点应以包含于权利要求范围规定的本发明的范围进行解释。

Claims (10)

1.一种线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
包括：
发动机；
传感器部，接收所供应的通过变速杆操作而选择的PRND档中任一档的变速信号，将所述发动机旋转直至所述变速信号的相应变速位置；
动力传输部，接收由所述发动机传输的动力而旋转；
输出部，与所述动力传输部连接而旋转；及
旋转部件，一侧与所述输出部连接，另一侧与变速器的操作部连接，通过所述输出部而旋转所述变速位置，由此，对所述变速器进行变速。
2.根据权利要求1所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述传感器部包括：
PCB，接收所传输的所述变速信号；
HALL IC，配置在所述PCB；及
磁铁，与所述HALL IC分隔一定距离而配置，
所述磁铁配置在所述输出部的输出齿轮的上面，并与所述输出齿轮轴结合。
3.根据权利要求1所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述变速信号通过连接所述变速杆与所述传感器部的电缆而以CAN数据总线式传输。
4.根据权利要求1所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述动力传输部包括：
第一齿轮，与所述发动机的旋转轴轴结合，将所述发动机的旋转轴的第一方向作为中心轴旋转；
第二齿轮，按与所述第一齿轮垂直方向配置，与所述第一齿轮咬合而将与所述第一方向垂直的第二方向作为中心轴旋转。
5.根据权利要求4所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述第一齿轮包括：
第一轴承，能够旋转地固定于所述发动机的旋转轴；
第一齿轮部，与所述第二齿轮咬合。
6.根据权利要求4所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述第二齿轮包括：
第二齿轮部，与所述第一齿轮咬合；
第三齿轮部，与所述输出部咬合；及
第二轴承，通过轴结合所述第二齿轮部与所述第三齿轮部。
7.根据权利要求4所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述输出部包括：
输出齿轮，按与所述第二齿轮垂直方向配置，与所述第二齿轮咬合，而将与所述第二方向垂直的第三方向作为中心轴旋转；
固定板，限定所述输出齿轮的旋转角度，
所述输出齿轮与所述旋转部件的一侧轴结合。
8.根据权利要求7所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述输出齿轮包括：
输出齿轮部，与所述第二齿轮咬合；
突出部，突出形成于所述输出齿轮的上面，而在所述输出齿轮脱离已设定的旋转范围的情况下，与所述固定板接触而停止所述输出齿轮的旋转。
9.根据权利要求8所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，
所述固定板包括：
贯通孔，供所述突出部通过而贯通，
所述贯通孔与所述突出部对应形成，以所述第三方向为中心而为与所述突出部相比展开既定角度的形式。
10.根据权利要求1所述的线控换挡系统用换挡执行器，其特征在于，还包括：
外壳，将所述发动机、所述传感器部、所述动力传输部及输出部容纳于内部，
所述外壳以所述旋转部件的中心轴为基准而分为上型与下型，
并包括：
第一容纳部，容纳所述发动机；
第二容纳部，容纳所述动力传输部，
所述第一容纳部与所述第二容纳部配置在所述下型。
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