CN112797148A - 一种电子换挡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子换挡器，其包括外壳、换挡杆、推杆机构及PCB板；换挡杆与外壳转动相连，换挡杆的底部设有磁石，PCB板位于磁石的下方且设有与磁石配合感应的位置传感器；推杆机构包括均与外壳滑动相连的第一推杆及第二推杆，第一推杆的一端与换挡杆配合抵接，第一推杆的另一端与第二推杆配合抵接；第二推杆上间隔套设有至少两弹簧，外壳内相对于各弹簧的外部均限定有一限位室，各弹簧均处于压缩状态，换挡杆的外周设有至少两抵接台，各抵接台一一相对应设于各弹簧的下方能够压缩弹簧；当换挡杆处于稳态位置，各抵接台与对应设于其上方的弹簧之间的间距从下至上依次递增。本发明中的电子换挡器的换挡手感的调节简单，仅受各弹簧的属性的影响。

Description

一种电子换挡器

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种电子换挡器。

背景技术

现有技术中的电子换挡器如图1和图2所示，在换挡杆100的底端通过一弹簧200连接有子弹头300，子弹头300插入一齿形板400内，齿形板400内具有齿形槽401，齿形槽401内壁整体呈“V”字形，且齿形槽 401的两侧均包括至少两个依次连接且斜率不同的侧壁，图2中示出了两侧各设置有两侧壁的具体情况，其分别为第一侧壁a及第二侧壁b；当处于稳态位置时，子弹头300抵接于齿形槽401“V”字形的底部，当拨动换挡杆100摆动，使子弹头300分别抵接第一侧壁a和第二侧壁b时，则分别对应输出一个档位信号；上述电子换挡器的换档手感的影响因素较多，主要由弹簧200、子弹头300及齿形板400共同影响，调节换挡手感时，改动量较大且不易管控。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术的不足，提供一种电子换挡器，能够通过单一因素调节换挡手感，简化换挡手感调节并增加调节的确定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电子换挡器，其包括：呈中空状的外壳、底部穿设于所述外壳内的换挡杆、设于所述外壳内的推杆机构及PCB板；

所述换挡杆的中部与所述外壳转动相连，所述换挡杆的底部设有磁石，所述PCB板位于所述磁石的下方，且所述PCB板上设置有与所述磁石配合感应的位置传感器；

所述推杆机构包括均与所述外壳滑动相连的第一推杆及第二推杆，所述第一推杆的一端与所述换挡杆配合抵接，所述第一推杆的另一端与所述第二推杆配合抵接；

所述第二推杆上间隔套设有至少两弹簧，所述外壳内相对于各所述弹簧的外部均限定有一限位室，各所述弹簧均处于压缩状态，所述换挡杆的外周设有至少两抵接台，各所述抵接台一一相对应设于各所述弹簧的下方能够压缩所述弹簧；

驱动所述换挡杆转动能够使得所述换挡杆从稳态位置向瞬态位置切换，当所述换挡杆处于所述稳态位置时，各所述抵接台与对应设于其上方的所述弹簧之间的间距从下至上依次递增。

作为优选方案，所述电子换挡器包括两所述推杆机构，两所述推杆机构分别设于所述换挡杆的两侧。

作为优选方案，各所述推杆机构均包括两所述弹簧。

作为优选方案，当所述换挡杆处于所述稳态位置时，位于最下方的所述抵接台与对应设于其上的所述弹簧相抵接；

其余各所述抵接台相对应的各所述限位室上均开设有能够供该抵接台穿过的避空槽。

作为优选方案，所述换挡杆包括杆体、设于所述杆体中部的转动部及设于所述杆体底部的抵接部，所述磁石安装于所述杆体的底端，所述转动部与所述外壳转动相连，所述抵接部与所述第一推杆配合抵接。

作为优选方案，所述转动部的外表面包括球形面及分别位于所述球形面的相对两侧的两限位平面，所述转动部通过所述球形面与所述外壳转动相连。

作为优选方案，所述抵接部的外表面呈弧形面，所述第一推杆靠近所述换挡杆的端部具有与所述抵接部配合抵接的第一抵接平面。

作为优选方案，所述第一推杆呈横向布置，所述第二推杆呈竖直布置。

作为优选方案，所述外壳内设置有与所述第一推杆配合滑动相连的滑轨，所述滑轨从背离所述第二推杆的一端至另一端逐渐向上倾斜；

所述第一推杆靠近所述第二推杆的端部具有第二抵接平面，所述第二推杆的底部具有与所述第二抵接平面配合抵接的第三抵接平面，所述第二抵接平面及所述第三抵接平面均为从上至下逐渐远离所述换挡杆的倾斜面。

作为优选方案，所述外壳包括结构相同的第一外壳及第二外壳，所述第一外壳与所述第二外壳相卡接。

本发明实施例一种电子换挡器与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的电子换挡器，其包括与换挡杆抵接的第一推杆及与第一推杆抵接的第二推杆，通过在第二推杆上间隔套设有至少两个弹簧，换挡过程中，利用不同的换挡力能够拨动换挡杆，使得第二推杆克服不同数量弹簧的预压力，从而实现不同档位的切换；本实施例中的电子换挡器，换挡手感的调整仅受各阶弹簧的属性的影响，换挡手感的调节因素单一，从而便于调节换挡手感。

附图说明

图1是现有技术中一种电子换挡器的结构示意图；

图2是图1中的电子换挡器关于子弹头与齿形板之间的连接示意图；

图3是本发明实施例中一种电子换挡器的爆炸示意图；

图4是本发明实施例中一种电子换挡器的结构示意图；

图5是图4的B-B剖面示意图；

图6是本发明实施例中一种电子换挡器的换挡杆的结构示意图；

图7是本发明实施例中一种电子换挡器的第一推杆的结构示意图；

图8是本发明实施例中一种电子换挡器的第二推杆的结构示意图；

图9是本发明实施例中一种电子换挡器的壳体的结构示意图。

图中，100、换挡杆；200、弹簧；300、子弹头；400、齿形板； 401、齿形槽；a、第一侧壁；b、第二侧壁；

1、外壳；11、限位室；111、避空槽；12、滑轨；13、导轨；14、壳体；141、卡扣；142、卡槽；143、容纳槽；15、球形凹槽；16、限位结构；2、换挡杆；21、杆体；22、转动部；221、球形面；222、限位平面；23、抵接部；3、推杆机构；31、第一推杆；311、第一抵接平面；312、第二抵接平面；313、滑槽；32、第二推杆；321、抵接台； 322、第三抵接平面；323、导槽；33、弹簧；4、PCB板；41、位置传感器；5、磁石。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

另外，需要理解的是，属于“上”、“下”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不理解为对本发明的限制。

如图3-图9所示，本发明优选实施例提出一种电子换挡器，其包括：呈中空状的外壳1、底部穿设于所述外壳1内的换挡杆2、设于所述外壳1内的推杆机构3及PCB板4；

所述换挡杆2的中部与所述外壳1转动相连，所述换挡杆2的底部设有磁石5，所述PCB板4位于所述磁石5的下方，且所述PCB板 4上设置有与所述磁石5配合感应的位置传感器41；

所述推杆机构3包括均与所述外壳1滑动相连的第一推杆31及第二推杆32，所述第一推杆31的一端与所述换挡杆2配合抵接，所述第一推杆31的另一端与所述第二推杆32配合抵接；

所述第二推杆32上间隔套设有至少两弹簧33，所述外壳1内相对于各所述弹簧33的外部均限定有一限位室11，各所述弹簧33均处于压缩状态，所述换挡杆2的外周设有至少两抵接台321，各所述抵接台 321一一相对应设于各所述弹簧33的下方，当第二推杆32滑动，抵接台321能够压缩对应设于其上的所述弹簧33；

驱动所述换挡杆2转动能够使得所述换挡杆2从稳态位置向瞬态位置切换，当所述换挡杆2处于所述稳态位置时，各所述抵接台321 与对应设于其上方的所述弹簧33之间的间距从下至上依次递增。

基于上述技术方案，本实施例中，通过在第二推杆32上设置有至少两个弹簧33，当换挡杆2处于稳态位置时，通过位置传感器41感应换挡杆2上的磁石5的位置，进而PCB板4输出N档位信号；当驱动换挡杆2转动时，每克服一弹簧33的预压力便能完成一次档位的切换，因而通过调整各弹簧33的属性就可对换挡手感进行调整，调整简单，且影响因素少。

具体地，为了便于换挡操作，该电子换挡器包括两所述推杆机构3，两所述推杆机构3分别设于所述换挡杆2的两侧；将换挡杆2拨动至推动一侧的推杆机构3时，PCB板4输出D档信号，而将换挡杆2拨动至推动另一侧的推杆机构3，则输出R挡信号。

示例性地，本实施例中，设置有两个前进档及两个倒车档，相对应地，各所述推杆机构3均包括两所述弹簧33，两弹簧33从下至上分别为一阶弹簧和二阶弹簧，相对应地，在PCB板4上设置五个位置传感器41，分别对应空档、两个前进档及两个倒车档。

如图4及图5所示，以前进档的换挡举例说明，本实施例的电子换挡器操作方式为：

首先，需保证在安装过程中一阶弹簧及二阶弹簧均具有预压力，其中，一阶弹簧的预压力为F1，二阶弹簧的预压力为F2；

当换挡杆2旋转α角度过程中，换挡杆2推动第一推杆31沿外壳 1移动，进而推动第二推杆32沿着外壳1向上移动，第二推杆32再抵接一阶弹簧使其压缩L1，此时换挡杆2下端的磁石5触发PCB板4 上的一个位置传感器41形成一个位置信号，PCB板4将该位置信号转化成前进一档信号发出至整车；

换挡杆2继续旋转β角度过程中，换挡杆2继续推动第一推杆31 沿外壳1移动，进而推动第二推杆32进一步沿外壳1向上移动，第二推杆32同时抵接一阶弹簧及二阶弹簧，使一阶弹簧及二阶弹簧同时压缩L2，此时PCB板4输出前进二档信号。

上述操作过程中，一阶换挡力在换挡杆2旋转α角度过程中为F’， F’为kF1～k(F1+k1*L1)，二阶换挡力在换挡杆2旋转β角度过程中为 F”，F”为k(F1+k1*L1+F2)～k(F1+k1*(L1+L2)+F2+k2*L2)；其中：k为换挡杆2受力点力值和弹簧力值系统杠杆比，为常数；F1为一阶弹簧安装的预压力；k1为一阶弹簧的刚度；F2为二阶弹簧安装的预压力；k2为二阶弹簧的刚度。

从上述一阶换挡力及二阶换挡力的数值范围可知，一阶换挡力和二阶换挡力的突变值为kF2，仅需通过调整一阶弹簧或二阶弹簧的属性就可对换挡手感进行调整。

另外，倒车档的换挡操作方式与前进档的换档相同，在此不作赘述。

具体地，如图5所示，当所述换挡杆2处于所述稳态位置时，位于最下方的所述抵接台321与对应设于其上的所述弹簧33相抵接，即最下方的抵接台321设于限位室11内，限位室11的内壁对该抵接台 321进行限位；其余各所述抵接台321相对应的各所述限位室11上均开设有能够供该抵接台321穿过的避空槽111。

本实施例中，所述换挡杆2包括杆体21、设于所述杆体21中部的转动部22及设于所述杆体21底部的抵接部23，所述磁石5安装于所述杆体21的底端，所述转动部22与所述外壳1转动相连，所述抵接部23与所述第一推杆31配合抵接，通过拨动杆体21的上部，能够克服各阶弹簧33的预压力，磁石5转动过程中触发不同的位置传感器41 以产生不同的位置信号，PCB板4能够将不同的位置信号转化成不同的档位信号输出。

示例性地，所述转动部22的外表面包括球形面221及分别位于所述球形面221的相对两侧的两限位平面222，相对应地在外壳1内部开设有与该球形面221配合的球形凹槽15并在该球形凹槽15的两侧设置有与各限位平面222对应的限位结构16，示例性地，该限位结构16 为平面，所述转动部22通过所述球形面221与所述外壳1转动相连，拨动换挡杆2能够使其在左右两侧摆动，限位结构16与限位平面222 相配合能够防止换挡杆2往前后方向摆动，实现换挡的准确性。

进一步地，本实施例中的抵接部23的外表面呈弧形面，所述第一推杆31靠近所述换挡杆2的端部具有与所述抵接部23配合抵接的第一抵接平面311，依靠点接触能够保证触发的灵敏性。

本实施例中，如图4所示，所述第一推杆31呈横向布置，所述第二推杆32呈竖直布置；相对于现有技术来说，分布能够合理，能够减少纵向零件的排布，从而使得整个电子换挡器小型化。

相对应地，所述外壳1内设置有与所述第一推杆31配合滑动相连的滑轨12，所述滑轨12从背离所述第二推杆32的一端至另一端逐渐向上倾斜，第一推杆31上开设有与滑轨12配合导向的滑槽313，所述第一推杆31靠近所述第二推杆32的端部具有第二抵接平面312，所述第二推杆32的底部具有与所述第二抵接平面312配合抵接的第三抵接平面322，所述第二抵接平面312及所述第三抵接平面322均为从上至下逐渐远离所述换挡杆2的倾斜面；换挡杆2摆动能够推动第一推杆 31沿滑轨12滑动，第二抵接平面312与第三抵接平面322之间产生的摩擦力推动第二推杆32向上滑动。

示例性地，第二推杆32上开设有导323槽，相对应地，在外壳1 内部设置有与该导槽323配合导向的导轨13。

为了安装方便且降低生产开发成本，所述外壳1包括两个结构相同的壳体14，两个所述壳体14扣合卡接；各壳体14上相对应设置有卡扣141及卡槽142，且各壳体14相对的边缘处开设有容纳槽143，两壳体14扣合后两容纳槽143对应扣合，用于安装密封圈，能够提高防水防尘性能。

具体地，本实施例中电子换挡器的装配过程为：

第一步、将两弹簧33依次套设在第二推杆32外部，再一起卡入一壳体14所对应的位置上，使得各弹簧33均压缩于一限位室11内；

第二步、将换挡杆2上的球形面221、限位平面222分别对准壳体 14上的球形凹槽15及限位结构16进行安装；

第三步、将第一推杆31定位安装于壳体14的滑轨12上；

第四步、将PCB板4卡装在该壳体14上；

第五步、将两个壳体14扣合，完成装配。

综上，本发明实施例提供一种电子换挡器，其包括与换挡杆抵接的第一推杆及与第一推杆抵接的第二推杆，通过在第二推杆上间隔套设有至少两个弹簧，换挡过程中，利用不同的换挡力能够拨动换挡杆，使得第二推杆克服不同数量弹簧的预压力，从而实现不同档位的切换；本实施例中的电子换挡器，换挡手感的调整仅受各阶弹簧的属性的影响，换挡手感的调节因素单一，从而便于调节换挡手感。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子换挡器，其特征在于，包括：呈中空状的外壳、底部穿设于所述外壳内的换挡杆、设于所述外壳内的推杆机构及PCB板；

所述换挡杆的中部与所述外壳转动相连，所述换挡杆的底部设有磁石，所述PCB板位于所述磁石的下方，且所述PCB板上设置有与所述磁石配合感应的位置传感器；

所述推杆机构包括均与所述外壳滑动相连的第一推杆及第二推杆，所述第一推杆的一端与所述换挡杆配合抵接，所述第一推杆的另一端与所述第二推杆配合抵接；

所述第二推杆上间隔套设有至少两弹簧，所述外壳内相对于各所述弹簧的外部均限定有一限位室，各所述弹簧均处于压缩状态，所述换挡杆的外周设有至少两抵接台，各所述抵接台一一相对应设于各所述弹簧的下方能够压缩所述弹簧；

驱动所述换挡杆转动能够使得所述换挡杆从稳态位置向瞬态位置切换，当所述换挡杆处于所述稳态位置时，各所述抵接台与对应设于其上方的所述弹簧之间的间距从下至上依次递增。

2.如权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，包括两所述推杆机构，两所述推杆机构分别设于所述换挡杆的两侧。

3.如权利要求2所述的电子换挡器，其特征在于，各所述推杆机构均包括两所述弹簧。

4.如权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，当所述换挡杆处于所述稳态位置时，位于最下方的所述抵接台与对应设于其上的所述弹簧相抵接；

其余各所述抵接台相对应的各所述限位室上均开设有能够供该抵接台穿过的避空槽。

5.如权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述换挡杆包括杆体、设于所述杆体中部的转动部及设于所述杆体底部的抵接部，所述磁石安装于所述杆体的底端，所述转动部与所述外壳转动相连，所述抵接部与所述第一推杆配合抵接。

6.如权利要求5所述的电子换挡器，其特征在于，所述转动部的外表面包括球形面及分别位于所述球形面的相对两侧的两限位平面，所述转动部通过所述球形面与所述外壳转动相连。

7.如权利要求5所述的电子换挡器，其特征在于，所述抵接部的外表面呈弧形面，所述第一推杆靠近所述换挡杆的端部具有与所述抵接部配合抵接的第一抵接平面。

8.如权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于，所述第一推杆呈横向布置，所述第二推杆呈竖直布置。

9.如权利要求8所述的电子换挡器，其特征在于，所述外壳内设置有与所述第一推杆配合滑动相连的滑轨，所述滑轨从背离所述第二推杆的一端至另一端逐渐向上倾斜；

所述第一推杆靠近所述第二推杆的端部具有第二抵接平面，所述第二推杆的底部具有与所述第二抵接平面配合抵接的第三抵接平面，所述第二抵接平面及所述第三抵接平面均为从上至下逐渐远离所述换挡杆的倾斜面。

10.如权利要求1-9中任一项所述的电子换挡器，其特征在于，所述外壳包括两个壳体，两个所述壳体扣合卡接。

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