CN112344005B - 一种电子换挡器及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子换挡器及具有其的车辆。本发明提供的电子换挡器包括：壳体，内部具有腔体，顶部具有安装孔，所述安装孔连通所述腔体；按钮，包括捏持部、拇指按压部和插接部，所述捏持部自所述拇指按压部一侧向外延伸形成，所述拇指按压部设置于所述插接部顶端，所述插接部通过所述安装孔可移动地插接于所述腔体，以通过来自所述捏持部和所述拇指按压部的动力，改变与所述腔体的相对位置；以及档位变换机构，设置于所述腔体内，与所述插接部连接，以将所述插接部相对于所述腔体的位置，转变为档位信号发出。本发明在满足换挡功能要求的基础上，实现了换挡器的小型化，并且结构简单、性能优良、成本低。

Description

一种电子换挡器及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及换挡器技术领域，尤其涉及一种电子换挡器及具有其的车辆。

背景技术

随着汽车行业竞争日益激烈，汽车人机交互个性化设计需求越来越高，作为汽车人机交互重要的换挡操作形式也有个性化设计需求。目前乘用车换挡操作方式主要有杆式操作方式、旋钮式操作方式、按键式操作方式、怀挡式操作方式。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种新型电子换挡器及具有其的车辆，以满足用户对换挡器个性化的需求。

本发明首先提供一种电子换挡器，其包括：壳体，内部具有腔体，顶部具有安装孔，所述安装孔连通所述腔体；按钮，包括捏持部、拇指按压部和插接部，所述捏持部自所述拇指按压部一侧向外延伸形成，所述拇指按压部设置于插接部顶端，所述插接部穿过所述安装孔并通过所述捏持部和所述拇指按压部的动力，可移动地插接于所述腔体；以及档位变换机构，设置于所述腔体内，与所述插接部连接，以将所述插接部相对于所述腔体的位置，转变为档位信号发出。

进一步，所述档位变换机构包括转轴，所述转轴固定于所述壳体，并且所述转轴与所述插接部枢接；

所述转轴一端配置有磁性件，所述磁性件固定于所述按钮的插接部上；所述插接部改变与所述腔体的相对位置时，所述磁性件跟随所述插接部转动，以将所述磁性件的角位移转变为档位信号发出。

进一步，所述壳体具有定位孔，所述转轴通过锁止卡扣固定于所述定位孔中；所述锁止卡扣具有多面凸柱，所述转轴具有多角凹槽，所述多角凹槽与所述多面凸柱配合，以防止所述转轴转动；

所述锁止卡扣还具有防脱卡子，所述防脱卡子与所述转轴末端配合，以防止所述转轴轴向移动或脱落。

进一步，所述档位变换机构还包括阻力臂；所述阻力臂与所述转轴和所述按钮构成杠杆，所述按钮向所述转轴施加动力时，所述阻力臂向所述转轴施加阻力，使所述转轴旋转一定角度后被定位。

进一步，所述阻力臂包括弹性元件、止挡件和多个挡位块，所述弹性元件上端抵接于所述转轴、下端固定于所述止挡件，所述挡位块之间形成间隙；

所述转轴旋转时释放或挤压所述弹性元件，带动所述止挡件在所述挡位块之间移动，并使所述止挡件卡固于所述间隙，以定位所述转轴。

进一步，所述弹性元件包括弹簧；所述止挡件呈子弹头状；所述多个挡位块呈凹陷的弧形面状排列，并形成多个间隙，以分别将所述止挡件定位到停车档、倒车档、空档以及前进档，所述空挡对应的间隙位于所述弧形面底部。

进一步，所述壳体的外侧壁上设置有角度传感器，所述角度传感器磁性连接所述磁性件。

进一步，所述插接部相对于所述腔体移动时，发出档位信号的瞬态位置具有多个，并且，所述插接部相对于所述腔体能自然停止的稳态位置仅有一个。

进一步，所述插接部与所述壳体的接触处设置有消音垫，所述壳体的侧壁上设置有相互连通的固定孔和导引槽，所述消音垫沿所述导引槽被导入并固定于所述固定孔。

本申请还提供一种车辆，所述车辆具有上述任意一种电子换挡器。

本发明在满足换挡功能要求的基础上，实现了换挡器的小型化，并且结构简单、性能优良、成本低。

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是本发明较佳实施例整体结构示意图。

图2是本发明较佳实施例的分解结构示意图。

图3是本发明较佳实施例的壳体的结构示意图。

图4是本发明较佳实施例的按钮的组装结构示意图。

图5是本发明较佳实施例的具有磁性件的按钮的分解结构示意图。

图6是本发明较佳实施例的转轴和锁止卡扣的结构示意图。

图7是本发明较佳实施例的转轴的多个剖面示意图。

图8是本发明较佳实施例的一个整体剖面示意图。

图9是沿图8中A-A方向的剖面示意图。

图10是本发明较佳实施例的挡位块的结构示意图。

图11是本发明较佳实施例的挡位块的另一结构示意图。

图12是本发明较佳实施例的一个组装结构示意图。

图13是本发明较佳实施例的角度传感器和密封盖的结构示意图。

图14是本发明较佳实施例的工作位置示意图。

图15是本发明较佳实施例的另一工作位置示意图。

图16是本发明较佳实施例的消音垫的安装结构示意图。

图17是本发明较佳实施例的整体安装示意图。

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，对本发明进行详细描述。需要说明的是，以下描述中的术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”，仅是为了便于理解和描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，因为不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1。在本申请的较佳实施例中，本发明提供的电子换挡器包括壳体20、按钮40和档位变换机构60。按钮40直接安装于壳体20中，结构布置简单，并且壳体20和按钮40均具有零部件尺寸小型化的特点。

详细而言，请同时参阅图2、图3和图4。壳体20的内部具有腔体22，壳体20的顶部具有安装孔24，安装孔24连通腔体22。按钮40包括捏持部42、拇指按压部44和插接部46。捏持部42自拇指按压部44一侧向外延伸形成，拇指按压部44可以设置于插接部46顶端，插接部46穿过安装孔24并通过所述捏持部42和所述拇指按压部44的动力，可移动地插接于腔体22。换言之，插接部46通过来自捏持部42和拇指按压部44的动力，改变与腔体22的相对位置。档位变换机构60设置于腔体22内，与插接部46连接，以将插接部46相对于腔体22的位置变化，转变为档位信号发出。本发明结构简单、减少了零部件数量，提高了品质管控可行性，减重、降本。

更详细而言，请参阅图5。档位变换机构60包括转轴62，转轴62固定于壳体20，并且转轴62与插接部46枢接。转轴62一端配置有磁性件48，磁性件48固定于按钮40的插接部46上。在本较佳实施例中，磁性件40优选为磁石，磁石与按钮40包塑成一体，具体是位于按钮40的插接部46上。插接部46改变与腔体22的相对位置时，磁性件48跟随插接部46转动，如图5中箭头方向所示，以将磁性件48的角位移转变为档位信号发出。

更详细而言，请参考图6和图7。在本较佳实施例中，壳体20具有定位孔26，转轴62通过锁止卡扣63固定于定位孔26中。锁止卡扣63具有多面凸柱632，转轴62具有多角凹槽622，多角凹槽622与多面凸柱632配合，以防止转轴62转动。在本较佳实施例中，多面凸柱632是六面柱，多角凹槽622是具有六面柱体状中空腔体的槽。锁止卡扣63还具有防脱卡子634，防脱卡子634与转轴62末端配合，以防止转轴62轴向移动或脱落，例如在按钮40被提拉或按扣时。换言之，转轴62和锁止卡扣63不仅通过内六角配合的设计，也通过卡扣卡脚的形式，来防止转轴62相对壳体20径向转动或轴向移动。定位孔26的孔壁上可以设置相应卡持结构以与防脱卡子634配合。

相似地，请再次参阅图7，按钮40的插接部46与转轴62接触时，是与转轴62的两个平面接触，插接部46通过两个平面462和464抵接转轴62的两个平面，以防止转轴62径向转动。

并且，请同时参考图2和图7，转轴62大致呈椭圆柱体状，两个侧面为弧面，另两个侧面为平面。相似地，锁止卡扣63内部形成的空腔642与转轴相配合，以将转轴62的末端收纳入空腔642。装配时，如图2中实线箭头A1所示，首先将转轴632沿图中虚线所示的旋转箭头RA1的指向，即自身轴向，旋转90°后卡入按钮40和壳体20，然后，将转轴632沿图中实线所示的旋转箭头RA2的指向旋转90°，通过定位孔26固定到壳体20上。

这样，通过将转轴62和按钮40的安装设置为90°旋转限位安装结构，再联合锁止卡扣结构63，装配后按钮40仅能转动。

更详细而言，继续参考图8和图9，在本较佳实施例中，档位变换机构60还包括阻力臂64，阻力臂64与转轴62和按钮40构成杠杆，按钮40向转轴62施加动力时，阻力臂64向转轴62施加阻力，使转轴62旋转一定角度后被定位。详细而言，在本较佳实施例中，阻力臂64包括弹性元件642、止挡件644和多个挡位块646。弹性元件642上端抵接于转轴62、下端固定于止挡件644，挡位块646之间形成间隙648。转轴62旋转时释放或挤压弹性元件642，带动止挡件644在挡位块646之间移动，并使止挡件644卡固于间隙648，以定位转轴62。更详细而言，参考图10和图11，在本较佳实施例中，弹性元件642是弹簧，止挡件644呈子弹头状，多个挡位块646呈凹陷的弧形面状排列，优选为呈弓形面状排列，并形成多个间隙，以分别将止挡件644定位到停车档、倒车档、空档以及前进档，空挡对应的间隙位于弧形面底部。挡位块646具有X向安装限位导向面645、Y向安装限位导向面647和Z向安装限位导向面643，这些限位面分别与壳体20中设置的导向槽配合，以将挡位块646安装于壳体20中。

在另一实施例中，腔体22中设置于与按钮40连接的延伸机构，例如延伸杆，并且腔体22中设置有位置传感器，该位置传感器通过感应延伸杆末端的位置，来感应插接部46相对于腔体22的位置变化。在又一实施例中，弹性元件642包括两个弹簧，该两个弹簧设置于插接部46两侧，两个弹簧从两侧相互推动，使按钮的角位移发生变化。在再一实施例中，止挡件644呈楔形状，末端卡接于档位块646。挡位块646呈凹陷的半球形面状排列，并形成多个间隙，以分别将止挡件644定位到停车档、倒车档、空档以及前进档，空挡对应的间隙位于球形面底部中心。

参考图3、图9、图12和图13。壳体20的外侧壁上设置有角度传感器30，角度传感器30磁性连接磁性件48。角度传感器30具有信号输出部32以将磁性件48的角位移转变为档位信号发出。在本较佳实施例中，角度传感器30例如是以设置在PCB电路板34上的形式安装于壳体20外侧壁上。换言之，本申请挡位信号的触发功能通过设置在按钮40上的磁石和焊接在PCB板34上的非接触式角度传感器30实现，当按钮40和转轴62转动时，PCB板34上的角度传感器就能够识别出位置信号，进一步转化成挡位信号发出。如图12所示，壳体20外侧壁的最表面一层设置有密封盖70。如图3和图12所示，壳体20的外壁上设置有用于安装PCB电路板34和密封盖70的安装点27。

参考图14。插接部46相对于腔体22移动时，发出档位信号的瞬态位置具有多个，在本较佳实施例中，瞬态位置有如图所示的4个，即B1、B2、F1和F2这4个位置。并且，插接部46相对于腔体22能自然停止的稳态位置仅有一个，即O位置。本发明通过使按钮可被按、拉旋转至5个位置，产生了5点集成式按钮，实现R挡、N挡和D挡换挡功能。当按钮40按、拉至B1或F1位置时，电子换挡器发出N挡信号；当按钮40按至B2位置时，换挡器发出R挡信号；当按钮40拉至F2位置时，电子换挡器发出D挡信号。本申请简化了换挡器结构布置，使零部件尺寸小型化设计，减少了零部件数量，提高了品质管控可行性，并且使电子换挡器重量减轻、成本降低。

再次参考图14，当按钮40被按、拉至B1或B2或F1或F2位置后松手，按钮40均自动回位至O稳态位置。详细而言，当按钮40拉至F1位置时，弹性元件642压缩，即弹簧压缩子弹头状止挡件644下端接触面和挡位块646斜曲面接触，弹簧蓄能，松手后弹性元件642释放能量，按钮回位至O稳态位置，其他B2或F1或F2位置松手后自动回位原理相同。本发明不仅使电子换挡器的按钮实现了集成化，后文也将按钮40称为集成按钮40，而且使按钮实现了自回位式，并且使电子换挡器具有了单稳态操作方式。

按钮40调至B2和F2位置时，插接部46会触碰到壳体20。如图15所示，当按钮40的插接部46被调至B2位置时，插接部46的图中所示的左边缘线被移动到图中虚线所示的位置PB2。相似地，当按钮40的插接部46被调至F2位置时，插接部46的图中所示的右边缘被移动到图中虚线所示的位置PF2。

为避免插接部46碰触壳体20产生噪音，减震降噪，插接部46与壳体20的接触处设置有消音垫50，可以同时参阅图3、图15和图16，在本较佳实施例中，壳体20的侧壁上设置有相互连通的固定孔和导引槽28，消音垫50沿导引槽28被导入并固定于固定孔，如图16中虚线所示。在另一实施例中，消音垫50同时具有限位的作用，当集成按钮40按、拉至B2、F2位置时，集成按钮40和消音垫50接触限位，并且通过软限位特性起到消音的作用。

整体而言，可参阅图17，本发明的装配顺序是：第一步，先将挡位块646沿导向结构卡入到壳体20上，进一步消音垫50沿Z方向向下运动到固定孔位置处，接着卡入壳体20上，形成组件A；第二步将弹性元件642和止挡件644装配到按钮40上，形成组件B；第三步将组件B沿箭头方向卡入组件A上，再将转轴62沿自身轴向旋转90°后卡入到组件A和B上再回转90°，最后把锁止卡扣63卡入紧固后形成组件C；第四步依次将PCB板、密封盖70和螺钉29沿箭头方向安装到组件C上即完成装配。

本申请还提供一种车辆，所述车辆具有上述任意一种电子换挡器。

综上所述，本发明提供了一种新的具有集成按钮的自回位式电子换挡操，其通过改变结构布局来降低成本，提高换挡舒适性，同时兼顾了电子换挡器布置小型化需求，简化了电子换挡器的操作动作。本发明不仅能实现换挡功能，而且结构简单、小型化、性能优良、成本低，是一种纯按钮形式的，个性化的、成本低，并且可靠性高的电子换挡器。

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做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 (9)

1.一种电子换挡器，其特征在于，包括：

壳体(20)，内部具有腔体(22)，顶部具有安装孔(24)，所述安装孔(24)连通所述腔体(22)；

按钮(40)，包括捏持部(42)、拇指按压部(44)和插接部(46)，所述捏持部(42)自所述拇指按压部(44)一侧向外延伸形成，所述拇指按压部(44)设置于插接部(46)顶端，使按钮(40)可被按、拉旋转实现挡位变换，所述插接部(46)穿过所述安装孔(24)并通过所述捏持部(42)和所述拇指按压部(44)的动力，可移动地插接于所述腔体(22)；以及

挡位变换机构(60)，设置于所述腔体(22)内，与所述插接部(46)连接，以将所述插接部(46)相对于所述腔体(22)的位置，转变为挡位信号发出；

所述挡位变换机构(60)包括转轴(62)，所述转轴(62)固定于所述壳体(20)，并且所述转轴(62)与所述插接部(46)枢接，所述转轴(62)一端配置有磁性件(48)，所述磁性件(48)固定于所述按钮(40)的插接部(46)上，所述插接部(46)改变与所述腔体(22)的相对位置时，所述磁性件(48)跟随所述插接部(46)转动，以将所述磁性件(48)的角位移转变为挡位信号发出。

2.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：

所述壳体(20)具有定位孔(26)，所述转轴(62)通过锁止卡扣(63)固定于所述定位孔(26)中；

所述锁止卡扣(63)具有多面凸柱(632)，所述转轴(62)具有多角凹槽(622)，所述多角凹槽(622)与所述多面凸柱(632)配合，以防止所述转轴(62)转动；

所述锁止卡扣(63)还具有防脱卡子(634)，所述防脱卡子(634)与所述转轴(62)末端配合，以防止所述转轴(62)轴向移动或脱落。

3.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：

所述挡位变换机构(60)还包括阻力臂(64)；

所述阻力臂(64)与所述转轴(62)和所述按钮(40)构成杠杆，所述按钮(40)向所述转轴(62)施加动力时，所述阻力臂(64)向所述转轴(62)施加阻力，使所述转轴(62)旋转一定角度后被定位。

4.根据权利要求3所述的电子换挡器，其特征在于：

所述阻力臂(64)包括弹性元件(642)、止挡件(644)和多个挡位块(646)，所述弹性元件(642)上端抵接于所述转轴(62)、下端固定于所述止挡件(644)，所述挡位块(646)之间形成间隙(648)；

所述转轴(62)旋转时释放或挤压所述弹性元件(642)，带动所述止挡件(644)在所述挡位块(646)之间移动，并使所述止挡件(644)卡固于所述间隙(648)，以定位所述转轴(62)。

5.根据权利要求4所述的电子换挡器，其特征在于：

所述弹性元件(642)包括弹簧；

所述止挡件(644)呈子弹头状；

所述多个挡位块(646)呈凹陷的弧形面状排列，并形成多个间隙，以分别将所述止挡件(644)定位到停车挡、倒车挡、空挡以及前进挡，所述空挡对应的间隙位于所述弧形面底部。

6.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：所述壳体(20)的外侧壁上设置有角度传感器(30)，所述角度传感器(30)磁性连接所述磁性件(48)。

7.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：

所述插接部(46)相对于所述腔体(22)移动时，发出挡位信号的瞬态位置具有多个，并且，所述插接部(46)相对于所述腔体(22)能自然停止的稳态位置仅有一个。

8.根据权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：所述插接部(46)与所述壳体(20)的接触处设置有消音垫(50)，所述壳体(20)的侧壁上设置有相互连通的固定孔和导引槽(28)，所述消音垫(50)沿所述导引槽(28)被导入并固定于所述固定孔。

9.一种车辆，其特征在于：所述车辆具有权利要求1至8任一项所述的电子换挡器。

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