CN112145665A - 一种线控换挡解锁结构及线控换挡系统 - Google Patents

一种线控换挡解锁结构及线控换挡系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的线控换挡解锁结构及线控换挡系统，其包括套在换挡杆上的换挡球头和安装在换挡球头上的解锁机构，解锁机构包括可内外伸缩地布设于换挡球头上的按钮本体、安装于按钮本体内的振动电机和压力传感器，压力传感器位于振动电机与按钮本体的外端之间，压力传感器能够感测按钮本体的压力，并根据该压力信号与压力阈值的大小关系判断是否生成按钮触发指令，振动电机根据按钮触发指令振动。本发明还涉及一种线控换挡系统，代替现有的硅胶开关或者弹簧开关，提升换挡品质和换挡科技感。

Description

一种线控换挡解锁结构及线控换挡系统
技术领域
本发明涉及汽车自动化生产线技术，尤其涉及一种线控换挡解锁结构及线控换挡系统。
背景技术
随着乘用车技术的发展，顾客对乘用车的自动化、科技化要求越来越高，高科技的配置越来越普及，其中线控换挡的发展越来越快，因此应市场要求，国内外各个厂家加大投入对线控换挡器的开发。
然而，线控换挡系统关系着档位的选择，而由于线控换挡不再需要用户直接干预驻车上锁，这也让如何直接的让用户感知到是否驻车上锁成功成为关键挑战。比如：大切诺基SRT用了线控换挡系统，由于驾驶者没有意识到车辆未进入驻车P档而导致的溜车事故，把线控换挡系统推到了风口浪尖，因此，线控换挡系统的安全性开发异常重要。
然而现有市场中的车型很多拥有线控换挡机构，较为典型的为宝马、奔驰线控换挡型式，但现有市场上的UNLOCK解锁形式均为弹簧按钮/按键形式，欠缺灵敏性和科技感。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种既能够防止驾驶员误操作又能提高换挡科技感和品质的线控换挡解锁结构。
本发明提供的线控换挡解锁结构及线控换挡系统，其包括套在换挡杆上的换挡球头和安装在所述换挡球头上的解锁机构，所述解锁机构包括可内外伸缩地布设于所述换挡球头上的按钮本体、安装于所述按钮本体内的振动电机和压力传感器，所述压力传感器位于所述振动电机与所述按钮本体的外端之间，所述压力传感器能够感测所述按钮本体的压力，并根据该压力信号与压力阈值的大小关系判断是否生成按钮触发指令，所述振动电机根据所述按钮触发指令振动。
一实施例中，所述按钮本体收到的压力小于所述压力阈值时，所述压力传感器不能生成按钮触发指令，所述振动电机不能接收到按钮触发指令而不能产生振动；在所述按钮本体收到的压力大于或等于压力阈值时，所述压力传感器能够生成按钮触发指令，所述振动电机能够接收按钮触发指令并产生振动。
一实施例中，所述换挡球头上设有通槽，所述按钮本体为包括开口端和密封端的桶状结构，将所述开口端沿着所述通槽的内壁插入，所述开口端的外壁抵接于所述通槽的内壁，所述密封端突出所述通槽外。
一实施例中，所述压力传感器安装并抵接于所述密封端，所述按钮本体的开口端上设有安装槽，所述振动电机穿过所述开口端，并通过所述安装槽与螺钉的配合固接。
本发明还涉及一种线控换挡系统，包括以上所述的线控换挡解锁结构和档位切换操控装置，在按压所述按钮本体且接收到所述振动电机的振动信号反馈时，使能所述档位切换操控装置，在没有接收到所述振动电机的振动信号反馈时，所述档位切换操控装置操控无效化。
一实施例中，所述档位切换操控装置包括：
换挡杆，用于接受人手操控，并根据操控请求切换档位并生成相应换挡信号进行换挡；
换挡器控制单元GSM，用于接收所述压力传感器传输的按钮触发信号，并根据是否接收到所述按钮触发信号判断是否生成使能指令；
执行控制装置，用于在接收到所述使能指令和所述换挡信号时，使能所述换挡杆，或者，在没有接收到所述使能指令时所述换挡杆操控无效化。
一实施例中，在没有按压或按压所述按钮本体的压力信号小于所述压力阈值时，所述压力传感器不能生成所述按钮触发信号，所述换挡器控制单元GSM生成并传输所述使能指令；在按压按钮本体的压力信号大于或等于所述压力阈值时，所述压力传感器生成所述按钮触发信号，所述换挡器控制单元GSM能够生成所述使能指令。
一实施例中，若所述执行控制装置为机械控制装置，在没有接收到所述换挡器控制单元GSM传输的使能指令时，所述执行控制装置将所述换挡杆锁定于原始位置；在接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令后，所述执行控制装置解除对所述换挡杆的锁定，所述换挡杆可挂入任一档位内进行换挡。
一实施例中，所述执行控制装置为电磁阀机械控制装置，在没有接收到所述换挡器控制单元GSM传输的使能指令时，所述电磁阀打开，所述换挡杆锁止；在接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令后，所述电磁阀关闭，所述换挡杆解锁。
一实施例中，执行控制装置为软件控制装置，在没有接收到所述使能指令时，所述执行控制装置控制变速箱控制器不能够响应所述换挡信号；在接收到所述使能指令后，所述变速箱控制器能够响应所述换挡杆的换挡信号。
综上，本发明提供一种与传统的弹簧按钮不同的解锁方式，通过在解锁机构的按钮本体内布设压力传感器和振动电机，通过驾驶员的手指触摸换挡球头上的按钮本体(也即按钮解锁区)，并根据手指施加给按钮本体的压力与压力阈值的大小关系，使能换挡有效或无效化，从而防止误操作，提高车辆安全性，且提升换挡品质。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1所示为设于换挡杆上的本发明线控换挡解锁结构的结构示意图；
图2所示为本发明线控换挡解锁结构的一个实施例的剖视图。
图3所示为图2中按钮本体的剖视图；
图4所示为本发明线控换挡系统的原理框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。
如图1～图4所示，本发明提供了一种线控换挡解锁结构，其包括套在换挡杆上的换挡球头10和安装在换挡球头10上的解锁机构20。
本发明通过在换挡球头10上增加解锁机构20(UNLOCK解锁按键)，并使其在整车上下电以及处于P挡时，默认此时的换挡操控为无效化状态，而在从P挡切换至其他档位时，需结合本发明提供解锁机构20(UNLOCK按键)以触发换挡的有效进行。
具体地，解锁机构20包括可内外伸缩地布设于换挡球头10(外表面)上的按钮本体11、安装于按钮本体11内的振动电机12和压力传感器13，压力传感器13位于振动电机12与按钮本体11的外端之间，本发明提供的压力传感器13能够感测对按钮本体11的外端施加的压力，并根据该压力信号与预存在压力传感器13内的压力阈值的大小关系判断是否生成按钮触发指令，振动电机12根据按钮触发指令振动，且本发明进一步通过振动电机12向人手反馈，也即向人手输出振动信号反馈，人手根据是否接收到振动信号反馈，来判断能否进行换挡。本发明提供的一具体实施例中，压力传感器13接触按钮本体11的外端内表面，便于压力传感器13及时感测并传输按钮本体11的外端面受到的压力。
本发明提供的压力传感器13内预存的压力阀值可根据需要调整，即可通过设置不同的按压力阈值来触发信号。
详细地，在没有按压按钮本体11或人手(手指)按压按钮本体11的压力小于预存在压力传感器13内的压力阈值时，压力传感器13不能生成按钮触发指令，振动电机12不能接收到按钮触发指令而不能产生振动，人手也不能接收到振动电机12传输的振动信号反馈，此时驾驶员判断不能进行换挡操作；而在人手按压按钮本体11的压力大于或等于压力阈值时，压力传感器13能够生成按钮触发指令，振动电机12能够接收按钮触发指令而产生振动，此时人手能够接收到振动信号反馈，则驾驶员人为判断此时能够进行换挡操作，从而有效防止驾驶员或车内其他人员误操作及误碰触换挡杆，从而导致变速箱挡位切换产生的事故。
进一步地，本发明中换挡球头10上设有通槽；而本发明提供的按钮本体11为桶状，且按钮本体11包括开口端11a和密封端11b，将按钮本体11的开口端11a沿着通槽的内壁插入通槽，使得开口端11a的外壁抵接于通槽的内壁，同时按钮本体11的密封端11b突出通槽外，以方便人手对按钮本体11的按压。
更详细地，压力传感器13安装并抵接于密封端11b的内表面，以在人手按压密封端11b时，压力传感器13可即时反应以测出人手对密封端11b施加的压力。
本发明中，按钮本体11的开口端11a上设有装配振动电机12的安装槽11c，振动电机12穿过开口端11a，使得振动电机12由开口端11a插入按钮本体11，并通过安装槽11c与螺钉14的配合，以将振动电机12装配在开口端11a的壁部；且振动电机12与压力传感器13电信号连接且位于压力传感器13的后方，便于压力传感器13即时将按钮触发指令传输给振动电机12。
在振动电机12发生振动时，通过带动按钮本体11振动以使得人手明显感受到该振动(振动信号反馈)，从而直接判断此时可正常进行换挡操作。
本发明还提供了一种线控换挡系统，包括以上所述的线控换挡解锁结构和档位切换操控装置30，以在按压按钮本体11且接收到振动电机12的振动信号反馈时，使能档位切换操控装置30(有效控制换挡的进行)，而在没有接收到振动电机12的振动信号反馈(没有按压按钮本体11或按压的力度不够)时，档位切换操控装置30操控无效化(控制换挡进程的无效)。
具体地，本发明提供的档位切换操控装置30包括：
换挡杆31，用于接受人手操控，并根据操控请求切换档位并生成相应换挡信号进行换挡；
换挡器控制单元GSM(简称:GSM，中文:全球移动通信系统，英文:Global Systemfor Mobile Communications)32，用于接收压力传感器13传输的按钮触发信号，并根据是否接收到按钮触发信号判断是否生成使能指令；
执行控制装置33，用于在接收到使能指令时，使能换挡杆31(包括但不限于锁止或解锁的方式、能够响应或不能响应换挡信号)，或者，在没有接收到使能指令时换挡杆31操控无效化。
详细地，由于在人手没有按压按钮本体11或按压按钮本体11的压力信号小于压力阈值时，压力传感器13不能生成按钮触发信号，因此换挡器控制单元GSM32也不能生成并传输使能指令，执行控制装置33不能接收到使能指令，此时换挡杆31操控无效化；而在按压按钮本体11的压力信号大于或等于压力阈值时，压力传感器13能够生成按钮触发信号，因此换挡器控制单元GSM32能够生成使能指令，执行控制装置33能够接收到使能指令，此时使能换挡杆31，也即换挡杆31能够进行有效换挡，本发明通过压力传感器13和执行控制装置33组合，替代现有的硅胶开关或者弹簧开关，提升换挡品质和换挡科技感。
本发明提供的执行控制装置33包括机械控制装置、软件控制装置以及感应控制装置等能够使能换挡杆31操控有效或无效的控制装置。
在本发明提供的一具体实施例中，若执行控制装置33为机械控制装置，在没有接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令时，执行控制装置33通过将换挡杆31锁定于原始位置，使得换挡杆31不能移动而有效挂入档位，而不能实现换挡的有效进行；而在其能够接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令后，执行控制装置33会解除对换挡杆31的锁定，也即换挡杆31处于解锁状态，此时换挡杆31可挂入任一驾驶员需要挂入的档位内(操作换挡杆前后运动或操作换挡杆旋转)进行正常有效的换挡。本发明提供的一优选实施例中，执行控制装置33为电磁阀机械控制装置，在没有接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令时，此时电磁阀打开，换挡杆31锁止；而在接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令后，此时电磁阀关闭，换挡杆31解锁。
在本发明提供的另一具体实施例中，若执行控制装置33为软件控制装置，在没有接收到使能指令(人手没有按压按键本体或按压按键本体的力小于压力阈值)时，执行控制装置33控制变速箱控制器不能够响应换挡信号，故即使换挡杆31随意切换到任意一档位，也不能进行正常有效的换挡；而在接收到使能指令(人手以大于或等于压力阈值的力按压按键本体)后，执行控制装置33控制变速箱控制器能够响应换挡杆31的换挡信号，在换挡杆31挂入档位时，变速箱正常换挡。
综上所述，本发明提供一种与传统的弹簧按钮不同的解锁方式，通过在解锁机构的按钮本体内布设压力传感器和振动电机，通过驾驶员的手指触摸换挡球头上的按钮本体(也即按钮解锁区)，并在手指施加给按钮本体的压力大于一定阈值时，压力传感器向振动电机输出触发信号，而振动电机在收到该触发信号后，产生振动并向人手指反馈，人手指在接收到振动信号反馈后，意识到此时可以操控换挡杆以进行有效换挡，但如不按压按钮本体或按压按钮本体的力小于该阈值时，通过档位切换操控装置中的执行控制装置将换挡杆锁止或者不对挂入档位的换挡信号响应，从而防止误操作，提高车辆安全性，且提升换挡品质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种线控换挡解锁结构，其特征在于，其包括套在换挡杆上的换挡球头(10)和安装在所述换挡球头(10)上的解锁机构(20)，所述解锁机构(20)包括可内外伸缩地布设于所述换挡球头(10)上的按钮本体(11)、安装于所述按钮本体(11)内的振动电机(12)和压力传感器(13)，所述压力传感器(13)位于所述振动电机(12)与所述按钮本体(11)的外端之间，所述压力传感器(13)能够感测所述按钮本体(11)的压力，并根据该压力信号与压力阈值的大小关系判断是否生成按钮触发指令，所述振动电机(12)根据所述按钮触发指令振动。
2.根据权利要求1所述的线控换挡解锁结构，其特征在于，所述按钮本体(11)收到的压力小于所述压力阈值时，所述压力传感器(13)不能生成按钮触发指令，所述振动电机(12)不能接收到按钮触发指令而不能产生振动；在所述按钮本体(11)收到的压力大于或等于压力阈值时，所述压力传感器(13)能够生成按钮触发指令，所述振动电机(12)能够接收按钮触发指令并产生振动。
3.根据权利要求2所述的线控换挡解锁结构，其特征在于，所述换挡球头(10)上设有通槽，所述按钮本体(11)为包括开口端(11a)和密封端(11b)的桶状结构，将所述开口端(11a)沿着所述通槽的内壁插入，所述开口端(11a)的外壁抵接于所述通槽的内壁，所述密封端(11b)突出所述通槽外。
4.根据权利要求2或3所述的线控换挡解锁结构，其特征在于，所述压力传感器(13)安装并抵接于所述密封端(11b)，所述按钮本体(11)的开口端(11a)上设有安装槽(11c)，所述振动电机(12)穿过所述开口端(11a)，并通过所述安装槽(11c)与螺钉(14)的配合固接。
5.一种线控换挡系统，其特征在于，包括权利要求1-4任意一项所述的线控换挡解锁结构和档位切换操控装置(30)，在按压所述按钮本体(11)且接收到所述振动电机(12)的振动信号反馈时，使能所述档位切换操控装置(30)，在没有接收到所述振动电机(12)的振动信号反馈时，所述档位切换操控装置(30)操控无效化。
6.根据权利要求5所述的线控换挡系统，其特征在于，所述档位切换操控装置(30)包括：
换挡杆(31)，用于接受人手操控，并根据操控请求切换档位并生成相应换挡信号进行换挡；
换挡器控制单元GSM(32)，用于接收所述压力传感器(13)传输的按钮触发信号，并根据是否接收到所述按钮触发信号判断是否生成使能指令；
执行控制装置(33)，用于在接收到所述使能指令和所述换挡信号时，使能所述换挡杆(31)，或者，在没有接收到所述使能指令时所述换挡杆(31)操控无效化。
7.根据权利要求6所述的线控换挡系统，其特征在于，在没有按压或按压所述按钮本体(11)的压力信号小于所述压力阈值时，所述压力传感器(13)不能生成所述按钮触发信号，所述换挡器控制单元GSM(32)不能生成并传输所述使能指令；在按压按钮本体(11)的压力信号大于或等于所述压力阈值时，所述压力传感器(13)生成所述按钮触发信号，所述换挡器控制单元GSM(32)能够生成所述使能指令。
8.根据权利要求7所述的线控换挡系统，其特征在于，若所述执行控制装置(33)为机械控制装置，在没有接收到所述换挡器控制单元GSM传输的使能指令时，所述执行控制装置(33)将所述换挡杆(31)锁定于原始位置；在接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令后，所述执行控制装置(33)解除对所述换挡杆(31)的锁定，所述换挡杆(31)可挂入任一档位内进行换挡。
9.根据权利要求8所述的线控换挡系统，其特征在于，所述执行控制装置(33)为电磁阀机械控制装置，在没有接收到所述换挡器控制单元GSM传输的使能指令时，所述电磁阀打开，所述换挡杆(31)锁止；在接收到换挡器控制单元GSM传输的使能指令后，所述电磁阀关闭，所述换挡杆(31)解锁。
10.根据权利要求7所述的线控换挡系统，其特征在于，执行控制装置(33)为软件控制装置，在没有接收到所述使能指令时，所述执行控制装置(33)控制变速箱控制器不能够响应所述换挡信号；在接收到所述使能指令后，所述变速箱控制器能够响应所述换挡杆(31)的换挡信号。
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