CN114526326A - 线控换挡系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种线控换挡系统，物理地阻止同时执行换挡到R/N/D挡位和换挡到P挡位。线控换挡系统包括：主体，具有设置于其中的霍尔传感器；旋钮，安装成围绕主体的轴线可旋转；按钮组件，在主体的轴向上移动，并具有通过霍尔传感器感测旋转和移动状态的磁体，并与旋钮一起旋转；同时操作限制单元，在旋钮的旋转操作的状态下机械地限制按钮组件的移动，并且在按钮组件的移动操作的状态下机械地限制旋钮的旋转。

Description

线控换挡系统

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的线控换挡系统(shift-by-wire system)。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

在现有的用于车辆的杆式和表盘式线控换挡系统中，用于换挡到倒挡(R)挡位、空挡(N)挡位和驱动(D)挡位的感测结构和用于换挡到停车(P)挡位的感测结构被分开配置，因此用于换挡到R/N/D挡位的换挡开关和用于换挡到P挡位的PCB和换挡开关被分开配置。

已经发现，在这些线控换挡系统中，驾驶员能够在物理上同时尝试执行换挡到R/N/D挡位和换挡到P挡位，从而使得驾驶员在换挡时可能执行错误操作，因而增加了驾驶员的心理焦虑。

上述背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本公开的背景技术的理解，并且不应被解释为本领域技术人员已知的常规技术。

发明内容

本公开提供一种线控换挡系统，其通过改变系统的结构，在物理上阻止同时执行换挡到R/N/D挡位和换挡到P挡位。

本公开提供一种线控换挡系统，其通过简化感测结构来减小封装的尺寸，从而降低成本并提高设计自由度。

在本公开的一个方面，线控换挡系统包括：主体，被配置为其中设置有霍尔传感器；旋钮，安装成围绕主体的轴线可旋转；按钮组件，被配置为具有设置成通过霍尔传感器感测其旋转和移动状态并与旋钮一起旋转的磁体，按钮组件被配置为在主体的轴向方向上移动；以及同时操作限制单元，被配置为在旋钮的旋转操作的状态下机械地限制按钮组件的移动，并且在按钮组件的移动操作的状态下机械地限制旋钮的旋转。

可根据旋钮的旋转操作和旋钮的旋转方向来执行换挡到除P挡位之外的挡位，并且可根据按钮组件的移动执行换挡到P挡位。

按钮组件可包括：按钮，设置在旋钮的一端以被按压；轴，在所述主体中沿轴向设置，并被配置为一端连接到按钮；以及磁体支架，连接到轴的另一端，并且被配置为在对应于霍尔传感器的位置处安装有磁体。

同时操作限制单元可包括：操作阻止突出部，形成在轴的侧表面上；子弹部壳体，固定到主体的内部，使得轴穿过子弹部壳体以相对于子弹部壳体旋转和直线运动；以及操作阻止凹入部，形成在子弹部壳体的、与操作阻止突出部相对应的一端。

操作阻止突出部可由于按钮在轴向方向上的移动而进入操作阻止凹入部，使得操作阻止突出部的旋转被限制，并且操作阻止突出部可由于旋钮的旋转被子弹部壳体的端部支撑，使得操作阻止突出部在轴向上的移动被限制。

在按钮和轴之间可紧固按钮引导部，按钮引导部和轴可通过包括钩和凹槽的紧固结构彼此紧固，并且磁体支架和轴可通过包括钩和凹槽的紧固结构彼此紧固。

磁体支架的一端可联接到轴，并且磁体支架的向另一端延伸的中间部分可形成为弯曲形状。

安装凹入部可形成在磁体支架中，使得磁体插入到安装凹入部中，并且熔合突出部可形成在安装凹入部的周围，使得磁体通过熔合突出部的热熔合固定到安装凹入部的内部。

形成在主体的内周表面上的第一旋转限制部可在轴向上插入到形成在子弹部壳体的外周表面上的第二旋转限制部中，以限制主体和子弹部壳体相对于彼此的旋转，并且形成在子弹部壳体外周表面上的第二移动限制部可在轴向方向上卡接在形成在主体的内周表面上的第一移动限制部上并由第一移动限制部支撑，以限制主体和子弹部壳体相对于彼此的移动。

按钮支腿可形成在按钮的一端并朝向主体延伸，内旋钮可装配到旋钮中以被旋钮的内表面包围，按钮支腿插入孔可形成在内旋钮的一端，并且按钮支腿可插入到按钮支腿插入孔中以限制按钮和旋钮相对于彼此的移动。

按钮引导部可固定到按钮的一端，并且可设置被配置为对根据按钮的移动操作而轴向移动的按钮引导部提供弹性恢复力的移动恢复单元。

移动恢复单元可包括：凹槽构件，被子弹部壳体的一端支撑，使得凹槽构件的轴向移动被限制；以及返回构件，由弹性材料形成，并且被构造为具有联接到凹槽构件的一端以及具有被构造为突出形成以被按钮引导部按压的圆顶部件的另一端。

引导孔可形成在按钮引导部的中心，引导支腿可形成在引导孔的一端，以朝向凹槽构件延伸，引导杆可形成在凹槽构件的一端的中心，以插入到引导孔中，引导支腿插入孔可形成在引导杆的侧表面中，使得引导支腿插入到引导支腿插入孔中。

可设置被配置为对根据旋钮的旋转操作而旋转的按钮组件提供弹性恢复力的旋转恢复单元。

旋转恢复单元可包括：凹槽构件，被设置为相对于子弹部壳体可旋转，同时凹槽构件的旋转被按钮组件限制，并且被配置为具有在凹槽构件的面对子弹部壳体的部分沿着旋转路径形成的V形凹槽；子弹部，插入到子弹部壳体中形成的子弹部插入凹槽中以被凹槽支撑；以及复位弹簧，被配置为向子弹部提供朝向凹槽的弹性恢复力。

子弹部插入凹槽可沿主体的轴向形成，使得子弹部插入凹槽中的开口面对凹槽构件，并且复位弹簧可设置在子弹部插入凹槽的内端与子弹部之间。

根据本公开的另一方面，线控换挡系统包括：主体，被配置为具有设置在其中的霍尔传感器；旋钮，被配置为围绕主体的轴线旋转并从而执行换挡到除停车(P)挡位外的挡位；按钮组件，被配置为具有设置成通过霍尔传感器感测旋转和移动状态的磁体，并与旋钮一起旋转，在主体的轴向方向上移动以执行换挡到P挡位；以及同时操作限制单元，被配置为在旋钮的旋转操作的状态下机械上地限制按钮组件的移动，并且在按钮组件的移动操作的状态下机械上地限制旋钮的旋转。

从本文提供的描述中，进一步的适用领域将变得明显。应当理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了更好地理解本公开，现在将通过示例的方式并参照附图描述本公开的各种形式，在附图中：

图1是示例性地示出根据本公开的一种形式的线控换挡系统的示图；

图2是示出本公开的一种形式的线控换挡系统的元件的分解立体图；

图3是根据本公开的一种形式的线控换挡系统中的按钮组件的布置形式的示图；

图4是根据本公开的一种形式的按钮组件的示图；

图5A和图5B是示出本公开的一种形式的在按钮的按压操作的状态下限制旋钮的旋转的操作的示图；

图6A和图6B是示出图5A和图5B中的操作阻止突出部和操作阻止凹入部之间的联接关系的放大图；

图7A、图7B和图7C是示出本公开的示例性形式的在旋钮的旋转操作的状态下限制按钮的按压的操作的示图；

图8A和图8B是示出图7A、图7B和图7C中的操作阻止突出部和操作阻止凹入部之间的联接关系的放大图；

图9是示出根据本公开的一种形式的子弹部壳体和主体之间的用于限制子弹部壳体相对于主体的旋转运动的联接关系的示图；

图10是示出根据本公开的一种形式的子弹部壳体和主体之间的用于使子弹部壳体相对于主体直线运动的联接关系的示图；

图11是示出根据本公开的一种形式的内旋钮装配到旋钮的内部的状态的示图；

图12A和图12B是示出根据本公开的一种形式的按钮与内旋钮装配的状态的示图；

图13A和图13B是示出根据本公开的一种形式的按钮的恢复运动的操作的示图；

图14是示出根据本公开的一种形式的用于引导按钮的直线运动的结构的示图；

图15是示出根据本公开的旋转恢复单元的示例性配置的示图；

图16A、图16B和图16C是示出根据本公开的一些形式的通过旋转恢复单元恢复旋钮的旋转的操作的示图。

本文描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在所有附图中，对应的附图标记表示相似或对应的部件和特征。

现在将详细参照本公开的示例性形式，其示例在附图中示出。在所有附图中尽可能使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

图1是示例性地示出根据本公开的一种形式的线控换挡系统的示图。图2是示出根据本公开的一种形式的线控换挡系统的元件的分解立体图，图3是示出根据本公开的一种形式的线控换挡系统中的按钮组件的布置形式的示图。

参照这些附图，根据本公开的一些形式的线控换挡系统包括：主体100，被配置为内部设置有霍尔传感器120；旋钮200，安装成围绕主体100的轴线可旋转；按钮组件Ab，被配置为具有磁体640以使霍尔传感器120感测旋转和移动状态，与旋钮200一起旋转并在主体100的轴向上移动；以及同时操作限制单元，被配置为在旋钮200的旋转操作的状态下机械地限制按钮组件Ab的移动，并且在按钮组件Ab的移动操作的状态下机械地限制旋钮200的旋转。

在一种形式中，主体100可以形成为圆柱形，并且可以安装在驾驶员能够在驾驶期间操作主体100的位置处，例如，安装在转向柱的侧表面上。然而，除了圆柱形之外，主体100还可以形成为其它各种形状，例如多边形盒状。

控制器110安装在主体100的内部，并且感测磁体640的霍尔传感器120可以设置在控制器110中。作为参考，控制器110可以由PCB实施。

进一步地，根据本公开的示例性形式，控制器110可以通过非易失性存储器(未示出)以及处理器(未示出)来实施，非易失性存储器被配置为存储用于控制车辆的各种元件的操作的算法或有关再现算法的软件命令的数据，处理器被配置为使用存储在相应存储器中的数据来执行将在下面描述的操作。在此，存储器和处理器可以被实施为单独的芯片。可选地，存储器和处理器可以被实施为集成的单芯片。此处，处理器可以采用至少一个处理器的形式。

进一步地，霍尔传感器120可以感测换挡到R/N/D挡位的操作和换挡到P挡位的操作，并且感测的信号可以被传送到控制器110以控制车辆换挡到相应的挡位。

进一步地，旋钮200的一端可旋转地联接到主体100的端部。

包括按钮300的按钮组件Ab沿主体100的轴向方向设置在旋钮200的另一端的中心的内部，并且按钮300的一端从旋钮200暴露到外部，使得按钮300可被按压。

此外，霍尔传感器120感测的磁体640设置在按钮组件Ab上，因此磁体640与按钮组件Ab一起移动和旋转。

进一步地，当执行旋钮200的旋转操作时，受其限制的按钮组件Ab也旋转以根据旋钮200的旋转和旋钮200的旋转方向执行到除P挡位外的挡位的换挡。除P挡位外的挡位可以是R挡位、N挡位和D挡位中的一个，例如，当旋钮200在一个方向上旋转时，可以换挡到R挡位，当旋钮200在另一方向上旋转时，可以换挡到D挡位，并且当旋钮200处于空挡状态时，可以换挡到N挡位。

另一方面，当执行按钮组件Ab的轴向直线运动时，按钮组件Ab相对于旋钮200移动，由此换挡到P挡位。

然而，如上所述，尽管在执行旋钮200的旋转操作的状态下按钮组件Ab也旋转，但按钮组件Ab与主体100的内部物理地卡接(engage，接合)，因此按钮300不能执行直线运动操作。

进一步地，在执行按钮组件Ab的移动操作的状态下，旋钮200与主体100的内部物理地卡接，因此旋钮200不能执行旋转操作。

也就是说，线控换挡系统物理地禁止或阻止同时执行换挡到R/N/D挡位的旋钮200旋转操作与换挡到P挡位的按钮300的按压(移动)操作，从而阻止换挡时的错误操作，提高产品的市场性，并提供驾驶员的心理稳定。

作为参考，根据本公开的线控换挡系统不仅可以应用于换挡系统，而且可以应用于可通过旋转和按压的组合操作的所有操作系统。

例如，根据本公开的一种形式的线控换挡系统还可以应用于驱动模式开关、加热和通风座椅等中。

因此，除了转向柱外，主体100还可以封装在各种位置，例如方向盘、控制台、防撞垫等，并且可以通过增减旋钮200的旋转级数和按钮300的按压级数进行调节。

图4是示出根据本公开的一种形式的按钮组件Ab的示图，按钮组件Ab大致包括按钮300、轴500和磁体支架600。

更详细地，参照该图，按钮组件Ab包括设置在旋钮200的一端以进行按压的按钮300、在主体100中沿轴向设置并且一端连接到按钮300的轴500、以及连接到轴500的另一端并在对应于霍尔传感器120的位置处安装有磁体640的磁体支架600。

例如，按钮300通过按钮引导部400联接到轴500，这将在下面描述，轴500联接到磁体支架600，磁体640固定到磁体支架600中，从而磁体640的位置可根据按钮300的移动而改变。

因此，当执行按钮300的按压操作时，磁体640向与按钮300的按压操作方向相同的方向移动，从而引起磁场的变化。因此，控制器110中的霍尔传感器120感测磁场的变化，并将用户想要选择的挡位信号(指示P挡位的信号)发送到车辆。

在一种形式中，当执行按钮300的按压操作时，构成按钮组件Ab的元件与按钮300一起直线运动，但旋钮200不移动，并且控制器110和将在下面描述的子弹部壳体900保持固定状态(in place)。

进一步地，当执行旋钮200的旋转操作时，按钮组件Ab与旋钮200一起旋转，并且磁体640向与旋钮200的旋转方向相同的方向旋转，从而引起磁场的变化。因此，控制器110中的霍尔传感器120感测磁场的变化并将用户想要选择的挡位信号(指示R挡位、N挡位或D挡位的信号)发送到车辆。

在另一种形式中，当执行旋钮200的旋转操作时，构成按钮组件Ab的元件与旋钮200一起旋转，但控制器110和将在下面描述的子弹部壳体900保持固定状态。

图5A和图5B是示出本公开的一种形式的在按钮300的按压操作的状态下限制旋钮200的旋转的操作的示图，图6A和图6B是示出图5A和图5B中的操作阻止突出部510和操作阻止凹入部910之间的联接关系的放大图。

进一步地，图7A至图7C是示出在旋钮200的旋转操作的状态下限制按钮300的按压的操作的示图，图8A和8B是示出图7A至图7C中的操作阻止突出部510和操作阻止凹入部910之间的联接关系的放大图。

参照这些附图，根据本公开的一种示例性形式的同时操作限制单元可以包括：操作阻止突出部510，形成在轴500的侧表面上；子弹部壳体900，固定到主体100的内部，使得轴500穿过子弹部壳体以相对于子弹部壳体900旋转和直线运动；以及操作阻止凹槽910，形成在子弹部壳体900的对应于操作阻止突出部510的一端。

特别地，具有矩形形状的操作阻止突出部510形成在轴500的一端的侧表面上。

此外，子弹部壳体900的两端是敞开的，使得轴500穿过子弹部壳体900，并且具有矩形形状的操作阻止凹入部910形成在子弹部壳体900的靠近按钮300的一端的开口的边缘。

特别地，在旋钮200处于空挡状态而不沿任一方向旋转的状态下，操作阻止突出部510与操作阻止凹入部910同轴，因此当在旋钮200的空挡状态下执行按钮300的按压操作时，操作阻止突出部510进入操作阻止凹入部910。

如图5A、图5B、图6A和图6B所示，操作阻止突出部510根据按钮300的轴向移动进入操作阻止凹入部910，因此操作阻止突出部510的旋转被限制。

也就是说，当操作阻止突出部510根据按钮300的按压操作而进入操作阻止凹入部910时，由于形成有操作阻止凹入部910的子弹部壳体900固定在主体100上，因此在这种状态下即使执行旋钮的旋转操作，但是操作阻止突出部510与操作阻止凹入部910的内表面卡接，因此旋钮200不能被旋转。

进一步地，如图7A至图7C以及图8A和图8B所示，操作阻止突出部510根据旋钮200的旋转而被子弹部壳体900的端部支撑，因此操作阻止突出部510的轴向移动被限制。

也就是说，当操作阻止突出部510根据旋钮200的旋转而与按钮组件Ab一起围绕按钮组件Ab的轴线旋转时，由于形成有操作阻止凹入部910的子弹部壳体900固定在主体100上，因此在这种状态下尽管在直线方向上按压按钮300，但是操作阻止突出部510被子弹部壳体900的端部的边缘支撑，因此按钮300不能被按压。

因此，机械地阻止了旋钮200的旋转操作和按钮300的按压操作同时进行，因此，换挡到P挡位的操作和换挡到除P挡位之外的挡位的操作不能同时进行，从而阻止换挡时的错误操作，并消除驾驶员由于担心换挡中的错误操作而产生的心理焦虑。

进一步地，再次参照图4，将更详细地描述按钮组件Ab的元件之间的联接部。按钮引导部400紧固在按钮300和轴500之间，按钮引导部400和轴500通过包括钩和凹槽的紧固结构彼此紧固，并且磁体支架600和轴500通过包括钩和凹槽的紧固结构彼此紧固。

例如，按钮支腿310形成在按钮300的一端，按钮引导部400固定地联接到按钮支腿310。

进一步地，在按钮引导部400的两侧形成具有矩形板形状并且朝向轴500延伸的引导支腿410，并且在引导支腿410的端部形成具有矩形孔形状的第一钩槽420。

另外，具有倾斜表面的楔形的第一钩520形成在轴500的、与操作阻止突出部510正交的侧表面上。第一钩520形成为与第一钩槽420的形状相对应的形状。

也就是说，在轴500的一端进入两侧引导支腿410之间的空间的状态下，按钮引导部400和轴500可以通过将第一钩520插入第一钩槽420而彼此紧固。

在另一形式中，用作止动部的突出部可以进一步形成在每个第一钩520的沿磁体支架600方向延伸的部分处，并且相应的引导支腿410的端部可以与突出部卡接。

进一步地，轴500的另一端形成为圆柱形，并且在轴500的另一端的一个表面中形成具有矩形孔形状的第二钩槽530。

另外，具有倾斜表面的楔形的第二钩630形成在磁体支架600的一端。第二钩630形成为与第二钩槽530的形状相对应的形状。

也就是说，在轴500的另一端插入磁体支架600的端部的状态下，轴500和磁体支架600可通过将第二钩630插入第二钩槽530而彼此紧固。

进一步地，磁体支架600的端部可紧固到轴500，并且向磁体支架600的另一端延伸的磁体支架600的中间部分可形成为弯曲形状。

也就是说，磁体支架600形成为弯曲形状，从而磁体640旋转时的旋转半径大于轴500的旋转半径。

因此，能够更清楚地区分响应于按钮组件Ab的直线运动的磁体640的磁场变化和响应于按钮组件Ab的旋转的磁体640的磁场变化，从而可以提高感测换挡信号的准确性，从而可以提高产品的质量。

进一步地，安装凹入部610形成在磁体支架600中，使得磁体640插入到安装凹入部610中，并且熔合突出部620形成在安装凹入部610的周围，使得磁体640可以通过熔合突出部620的热熔合固定到安装凹入部610的内部。

例如，具有圆形形状的安装凹入部610可以形成在磁体支架600的另一端中，并且磁体640可以设置在安装凹入部610中。磁体640可以通过对形成在安装凹入部610的周围的熔合突出部620执行热熔合而固定到安装凹入部610的内部，从而可以更牢固和稳定地固定磁体610。

图9是示出根据本公开的一种形式的子弹部壳体900和主体100之间的用于限制子弹部壳体900相对于主体的旋转运动的联接关系的示图，图10是示出子弹部壳体900和主体100之间的用于使子弹部壳体900相对于主体直线运动的联接关系的示图。

参照这些附图，形成在主体100的内周表面上的第一旋转限制部100a可以在轴向上插入到形成在子弹部壳体900的外周表面上的第二旋转限制部900a中以限制主体100和子弹部壳体900相对于彼此的旋转，形成在子弹部壳体900的外周表面上的第二移动限制部900b可以在主体100的轴向上悬挂在形成在主体100的内周表面上的第一移动限制部100b上并由第一移动限制部100b支撑以限制主体100和子弹部壳体900相对于彼此的移动。

例如，突出部形状的第一旋转限制部100a在主体100的内周表面的两侧沿轴向形成，并且凹槽形状的第二旋转限制部900a在子弹部壳体900的外周表面的两侧沿轴向形成。第一旋转限制部110a和第二旋转限制部900a形成为彼此对应的形状。

因此，第一旋转限制部100a插入到第二旋转限制部900a中，从而限制子弹部壳体900相对于主体100的旋转。

进一步地，第一移动限制部100b从主体100的内周表面向径向内侧方向突出，第二移动限制件900b从子弹部壳体900的外周表面的下端向径向外侧方向延伸。第二移动限制部900b基于第一移动限制部100b位于靠近控制器110。

因此，第二移动限制部900b悬挂在第一移动限制部100b的突出平面上以被支撑，从而限制了子弹部壳体900相对于主体100的直线运动。

因此，子弹部壳体900的旋转和直线运动被限制，从而子弹部壳体900可以固定在主体100的内部。

图11是示出根据本公开的一种形式的内旋钮210装配到旋钮200的内部的状态的示图，图12A和图12B是示出根据本公开的另一形式的按钮300与内旋钮201装配的状态的示图。

参照这些附图，按钮支腿310形成在按钮300的一端并朝向主体100延伸，内旋钮210装配到旋钮200的内部以被旋钮200的内表面包围，在内旋钮210的一端形成有按钮支腿插入孔220，并且按钮支腿310插入按钮支腿插入孔220中以限制按钮300和旋钮200相对于彼此的运动。

例如，插入突出部200a从旋钮200的内周表面的两侧沿长度方向，即向前和向后方向突出，并且插入凹槽210a在内旋钮210的外周表面的两侧沿长度方向，即向前和向后方向形成。插入突出部200a和插入凹槽210a形成为彼此对应的形状，从而内旋钮210可以装配到旋钮200的内部。

进一步地，具有矩形板形状的按钮支腿310形成在按钮300的端部，并且按钮支腿310沿轴向延伸以在按钮300的圆周方向上围绕轴线形成相同的角度。

具有与按钮支腿310的形状相对应的形状的按钮支腿插入孔220形成在内部旋钮210的面对按钮300的端部中的与按钮支腿310相对应的位置处，并且按钮支腿310插入到按钮支腿插入孔220中。

因此，当内旋钮210根据旋钮200的旋转而旋转时，被内旋钮210限制的按钮300也旋转。

图13A和图13B是示出根据本公开的一种形式的按钮300的恢复运动的操作的示图。

在一种形式中，按钮引导部400可以固定到按钮300的一端，并且可以具有被配置为对根据按钮300的移动操作而轴向移动的按钮引导部400提供弹性恢复力的移动恢复单元。

参照这些附图，移动恢复单元包括：凹槽构件800，被子弹部壳体900的一端支撑，使得凹槽构件800的轴向移动被限制；以及返回构件700，由弹性材料形成并且一端联接到凹槽构件800，另一端具有圆顶部件710，圆顶部件710突出形成以被按钮引导部400按压。

例如，参照图15，凹槽构件800的下端的中心敞开，并且子弹部壳体900的面对凹槽构件800的上端插入凹槽构件800的下端的敞开的中心。在此，凹槽构件800的下端的边缘被从子弹部壳体900的外周表面的中间部分向外扩展的凸缘支撑，从而凹槽构件800的向下移动被限制。

进一步地，如图13A和图13B所示，返回构件700的下端装配在凹槽构件800的上端。圆顶部件710从返回构件700的两侧朝向按钮引导部400突出。圆顶部件710由弹性材料形成且具有中空结构，因此当按压部件430按压圆顶部件710时，由于圆顶部件710的反弹力而在与按压部件430的按压方向相反的方向上推动按压部件430。

按压部件430从按钮引导部40的两侧朝向返回构件700突出。按压部件430形成在与圆顶部件710相对应的位置处。

也就是说，当执行按钮300的按压操作时，形成在按钮引导部400上的按压部件430按压圆顶部件710以压缩圆顶部件710，并且当按压力从按钮300释放时，由于圆顶部件710的反弹力按钮300恢复到其原始位置。

因此，当通过圆顶部件710的恢复力换挡到P挡位时，可以为用户提供操作感和适度感。

如上所述，当圆顶部件710被压缩时，凹槽构件800被子弹部壳体900支撑，因此仅执行对圆顶部件710的压缩，并且返回构件700不会直线移动。

在一种形式中，按钮300可被配置为使得按钮300的直线运动被凹槽构件800引导。

图14是示出根据本公开的一种形式的用于引导按钮300的直线运动的结构的示图。参照该附图，引导孔440形成在按钮引导部400的中心，引导支腿410形成在引导孔440的一端并朝向凹槽构件800延伸，引导杆830形成在凹槽构件800的一端的中心并插入引导孔440中，并且引导支腿插入孔820形成在引导杆830的侧表面中，使得引导支腿410可以插入引导支腿中插入孔820中。

也就是说，形成在凹槽构件800上的引导杆830形成为矩形杆形状，形成在按钮引导部400中的引导孔440形成为与引导杆830的形状相对应的矩形孔形状，从而引导杆830插入引导孔440中以被引导。

进一步地，引导支腿410形成在引导孔440的两侧，与引导支腿410相对应的引导支腿插入孔820在引导杆830的两侧形成为矩形孔形状，从而引导支腿410插入到引导支腿插入孔820中以被引导。

这样，因为引导杆830在引导孔440中被引导并且引导支腿410在引导支腿插入孔820中被引导到，所以可以更稳定地引导按钮300和按钮引导部400的直线运动。

图15是示出根据本公开的一种形式的旋转恢复单元的示例性配置的示图，图16A至图16C是示出根据本公开的另一形式的通过旋转恢复单元恢复旋钮200的旋转的操作的示图。

在一种形式中，可以设置有在旋钮200旋转时提供相对于按钮组件Ab的旋转的弹性恢复力的旋转恢复单元。

参照这些附图，旋转恢复单元包括：凹槽构件800，被设置为相对于子弹部壳体900可旋转，同时凹槽构件800的旋转被按钮组件限制，并且被配置为在凹槽构件800的面对子弹部壳体900的部分沿旋转路径形成V形凹槽810；子弹部930，插入到在子弹部壳体900中形成的子弹部插入凹槽920中以被凹槽810支撑；以及复位弹簧940，被配置为向子弹部930提供朝向凹槽810的弹性恢复力。

进一步地，子弹部插入凹槽920可沿主体100的轴向形成，使得子弹部插入凹槽920中的开口面对凹槽构件800，并且复位弹簧940可设置在子弹部插入凹槽920的内端和子弹部930之间。

例如，子弹部插入凹槽920形成在子弹部壳体900的两侧，并且子弹部930插入子弹部插入凹槽920中。具有螺旋弹簧结构的每个复位弹簧940的一端被相对应的子弹部插入凹槽920的内端支撑，每个复位弹簧940的另一端被相对应的子弹部930的一端支撑。

进一步地，具有V形凹槽轮廓的凹槽810形成在面对子弹部插入凹槽920的凹槽构件800中，并且每个子弹部930的另一端被相对应的凹槽810的内表面支撑。

也就是说，当旋钮200在一个方向或另一方向上旋转时，凹槽构件800与按钮300一起旋转，位于凹槽810的谷部中的子弹部930被凹槽810的倾斜轮廓引导，并且在压缩复位弹簧940的方向上直线运动。

当子弹部930移动以压缩复位弹簧940时，子弹部930应沿着凹槽810的倾斜轮廓恢复到凹槽810的谷部，因此凹槽构件800可以恢复到其在旋转前的位置，即旋钮200可以恢复到空挡状态。

这样，子弹部930通过复位弹簧940的压缩力和弹性恢复力沿凹槽810移动，从而旋转旋钮200以将旋钮200恢复到其初始位置，由此，在旋转旋钮200时，可为用户提供操作感和适度感。

在下文中，将描述使用根据本公开的示例性形式的线控换挡系统的换挡到各个挡位的操作。

首先，参照图5A和图5B，将描述换挡到P挡位的操作。当向主体100方向按压按钮300时，如图5B所示，包括按钮300的按钮组件Ab在按钮300的移动方向上移动，并且磁体640也在按钮300的移动方向上移动。

磁体640向与按钮300的按压方向相同的方向移动，并使磁场变化，控制器110中的霍尔传感器120感测磁场变化，生成P挡位换挡信号并将信号发送到车辆，使车辆换挡到P挡位。

特别地，在操作阻止突出部510由于按钮300的按压而进入操作阻止凹入部910的状态下，操作阻止突出部510与操作阻止凹入部910的内表面卡接，因此无法执行旋钮200的旋转操作。

进一步地，如图13A和图13B所示，当执行按钮300的按压操作时，形成在按钮引导部400上的按压部件430按压圆顶部件710，以压缩圆顶部件710，并且当通过从按钮300移除用户的手而释放按压力时，按钮300由于圆顶部件710的反弹力而恢复到其原始位置，从而能够在换挡到P挡位时为用户提供操作感和适度感。

接下来，参照图7A至图7C，将描述换挡到R挡位和D挡位的操作。当在N挡位状态下向一个方向旋转旋钮200时，如图7A所示，按钮组件Ab与旋钮200一起沿旋钮200的旋转方向旋转，并且磁体640也向旋钮200的旋转方向一起旋转。

磁体640向与旋钮200的旋转方向相同的方向移动并使磁场变化，控制器110中的霍尔传感器120感测磁场变化，生成D挡位换挡信号并将信号发送到车辆，使车辆换挡到D挡位。

以相同的方式，当在N挡位状态下向另一方向旋转旋钮200时，如图7C所示，按钮组件Ab与旋钮200一起沿旋钮200的旋转方向旋转，并且磁体640也向旋钮200的旋转方向一起旋转。

磁体640向与旋钮200的旋转方向相同的方向移动并使磁场变化，控制器110中的霍尔传感器120感测磁场变化，生成R挡位换挡信号并将信号发送到车辆，使车辆换挡到R挡。

特别地，在操作阻止突出部510由于旋钮200的旋转而旋转的状态下，操作阻止突出部510被子弹部壳体900的端部的边缘支撑，因此，即使按压按钮300，也无法执行按钮300的按压操作。

进一步地，如图16A至图16C所示，当旋钮200向一个方向或另一方向旋转时，子弹部930沿凹槽810的倾斜轮廓被引导并压缩复位弹簧940。

在这种状态下，当用户的手从旋钮200移除时，子弹部930由于复位弹簧940的弹性恢复力而沿着凹槽810的倾斜轮廓恢复到凹槽810的谷部，因此旋钮200可以被旋转并恢复到其空挡状态。

这样，旋钮200通过复位弹簧940的弹性恢复力弹性地恢复，从而在换挡到R挡位或D挡位时为用户提供操作感和适度感。

如上所述，根据本公开的一种形式的线控换挡系统可以机械地禁止或阻止同时执行旋钮200的旋转操作和按钮300的按压操作，从而阻止同时执行换挡到P挡位的操作和换挡到除P挡位之外的挡位即R挡位或D挡位的操作，从而避免换挡中的错误操作，并消除驾驶者因顾虑换挡中的错误操作而产生的心理焦虑。

进一步地，根据本公开的线控换挡系统集成了用于换挡到P挡位和换挡到R/N/D挡位的霍尔传感器120和控制器110，因此可通过简化线控换挡系统的结构来减小封装的尺寸，从而实现成本和重量的降低，并且可以提高设计自由度，以更符合驾驶员的审美，并提高空间利用率。

从上面的描述中显而易见的是，根据本公开的线控换挡系统机械地阻止同时执行旋钮的旋转操作和按钮的按压操作，从而阻止同时执行换挡到P挡位的操作和换挡到除P挡之外的挡位即R挡位或D挡位的操作，因此避免换挡时的错误操作，从而消除了驾驶员因顾虑换挡中的错误操作而产生的心理焦虑。

进一步地，根据本公开的线控换挡系统集成了用于换挡到P挡位和换挡到R/N/D挡位的霍尔传感器和控制器，因此可通过简化线控换挡系统的结构来减小封装的尺寸，从而实现成本和重量的降低，并且可以提高设计自由度，以更符合驾驶员的审美，并提高空间利用率。

尽管出于说明的目的公开了本公开的示例性形式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (17)

1.一种线控换挡系统，包括：

主体，所述主体中设置有霍尔传感器；

旋钮，围绕所述主体的轴线可旋转；

按钮组件，包括磁体，所述磁体通过霍尔传感器感测所述磁体的旋转和移动状态并与所述旋钮一起旋转，所述按钮组件在所述主体的轴向方向上移动；以及

同时操作限制单元：在所述旋钮的旋转操作的状态下机械地限制所述按钮组件的移动，并且在所述按钮组件的移动操作的状态下，机械地限制所述旋钮的旋转。

2.根据权利要求1所述的线控换挡系统，其中，

基于所述旋钮的旋转操作和所述旋钮的旋转方向执行换挡到除停车挡位即P挡位之外的挡位；并且

基于所述按钮组件的移动执行换挡到P挡位。

3.根据权利要求1所述的线控换挡系统，其中，

所述按钮组件包括：

按钮，设置在所述旋钮的一端，以被按压；

轴，在所述主体中沿轴向设置，并且一端连接到所述按钮；以及

磁体支架，连接到所述轴的另一端并且在所述磁体支架的与所述霍尔传感器相对应的位置安装有磁体。

4.根据权利要求3所述的线控换挡系统，其中，

所述同时操作限制单元包括：

操作阻止突出部，形成在所述轴的侧表面上；

子弹部壳体，固定到所述主体的内部，使得所述轴穿过所述子弹部壳体以相对于所述子弹部壳体旋转和直线运动；以及

操作阻止凹入部，形成在所述子弹部壳体的与所述操作阻止突出部相对应的一端。

5.根据权利要求4所述的线控换挡系统，其中，

所述操作阻止突出部通过所述按钮在轴向上的移动而进入所述操作阻止凹入部，使得所述操作阻止突出部的旋转被限制；并且

所述操作阻止突出部通过所述旋钮的旋转被所述子弹部壳体的端部支撑，使得所述操作阻止突出部在轴向方向上的移动被限制。

6.根据权利要求3所述的线控换挡系统，其中，

在所述按钮与所述轴之间设置按钮引导部；

所述按钮引导部和所述轴通过包括钩和凹槽的联接结构彼此联接；并且

所述磁体支架和所述轴通过包括钩和凹槽的联接结构彼此联接。

7.根据权利要求6所述的线控换挡系统，其中，

所述磁体支架的一端联接到所述轴；并且

所述磁体支架的向另一端延伸的中间部分形成为弯曲形状。

8.根据权利要求3所述的线控换挡系统，其中，

安装凹入部形成在所述磁体支架中，使得磁体插入到所述安装凹入部中；并且

熔合突出部形成在所述安装凹入部的周围，使得所述磁体通过所述熔合突出部的热熔合固定到所述安装凹入部的内部。

9.根据权利要求4所述的线控换挡系统，其中，

形成在所述主体的内周表面上的第一旋转限制部在轴向上插入到形成在所述子弹部壳体的外周表面上的第二旋转限制部中，以限制所述主体和所述子弹部壳体相对于彼此的旋转；并且

形成在所述子弹部壳体外周表面上的第二移动限制部在轴向方向上悬挂在形成在所述主体的内周表面上的所述第一移动限制部上并由所述第一移动限制部支撑，以限制所述主体和所述子弹部壳体相对于彼此的移动。

10.根据权利要求3所述的线控换挡系统，其中，

按钮支腿形成在所述按钮的一端并朝向所述主体延伸；

内旋钮装配到所述旋钮中以被所述旋钮的内表面包围；并且

按钮支腿插入孔形成在所述内旋钮的一端，所述按钮支腿插入所述按钮支腿插入孔中以限制所述按钮和所述旋钮相对于彼此的移动。

11.根据权利要求3所述的线控换挡系统，进一步包括，

按钮引导部，固定在所述按钮的一端；和

移动恢复单元，对根据所述按钮的移动操作而轴向移动的所述按钮引导部提供弹性恢复力。

12.根据权利要求11所述的线控换挡系统，其中，

所述移动恢复单元包括：

凹槽构件，被所述子弹部壳体的一端支撑，使得所述凹槽构件的轴向移动被限制；以及

返回构件，由弹性材料形成，并且包括联接到所述凹槽构件的第一端以及具有突出形成以被所述按钮引导部按压的圆顶部件的第二端。

13.根据权利要求11所述的线控换挡系统，其中，

引导孔形成在所述按钮引导部的中心；

引导支腿形成在所述引导孔的一端，并朝向凹槽构件延伸；

引导杆形成在所述凹槽构件的一端的中心，以插入到所述引导孔中；并且

引导支腿插入孔形成在所述引导杆的侧表面中，使得所述引导支腿插入到所述引导支腿插入孔中。

14.根据权利要求3所述的线控换挡系统，进一步包括，

旋转恢复单元，对根据所述旋钮的旋转操作而旋转的按钮组件提供弹性恢复力。

15.根据权利要求14所述的线控换挡系统，其中，

所述旋转恢复单元包括：

凹槽构件，相对于子弹部壳体可旋转，同时所述凹槽构件的旋转被所述按钮组件限制，并且具有在所述凹槽构件的面对所述子弹部壳体的部分沿着旋转路径形成的V形凹槽；

子弹部，插入到所述子弹部壳体中形成的子弹部插入凹槽中以被所述凹槽支撑；以及

复位弹簧，向所述子弹部提供朝向所述凹槽的弹性恢复力。

16.根据权利要求15所述的线控换挡系统，其中，

所述子弹部插入凹槽沿所述主体的轴向形成，使得所述子弹部插入凹槽中的开口面对所述凹槽构件；并且

所述复位弹簧设置在所述子弹部插入凹槽的内端与所述子弹部之间。

17.一种线控换挡系统，包括：

主体，所述主体中设置有霍尔传感器；

旋钮，围绕所述主体的轴线旋转，从而执行换挡到除停车挡位即P挡位之外的挡位；

按钮组件，包括磁体，所述磁体通过霍尔传感器感测所述按钮组件的旋转和移动状态并与所述旋钮一起旋转，所述按钮组件在所述主体的轴向方向上移动以执行换挡到P挡位；以及

同时操作限制单元：在所述旋钮的旋转操作的状态下机械地限制所述按钮组件的移动，并且在所述按钮组件的移动操作的状态下，机械地限制所述旋钮的旋转。

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