CN205078759U

CN205078759U - 光电式旋钮换档装置

Info

Publication number: CN205078759U
Application number: CN201520778335.6U
Authority: CN
Inventors: 钱康荣
Original assignee: LONGFINE SHANGHAI AUTOMOTIVE ELECTRICAL CO Ltd
Current assignee: LONGFINE SHANGHAI AUTOMOTIVE ELECTRICAL CO Ltd
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2025-10-09

Abstract

本实用新型提供一种光电式旋钮换档装置，包括旋钮和设置控制组件。设置控制组件的档位柱支架延伸形成档片，旋钮带动档片旋转，档片阻隔设置控制组件的光电传感器的光电信号，设置控制面板检测被阻隔光电信号进而匹配相应的档位，并通过车载插座接插件向变速器输出档位编码信号以切换档位，同时设置控制面板指示档位指示灯显示板显示相应的档位。

Description

光电式旋钮换档装置

技术领域

本实用新型涉及一种乘用车换档装置，特别涉及一种光电式旋钮换档装置，是乘用车动力系统的主要零配件之一。

背景技术

随着乘用车整车技术不断发展，乘用车的动力系统不再局限于由汽油发动机或柴油发动机等内燃机产生动力，而直接采用电动机作为主要动力源或辅助动力源。绿色环保的纯电动车和兼具低排放、强动力的混合动力汽车竞相出现。随着技术进一步发展，与混合动力汽车、纯电动车相适应的电子式换档装置应运而生。电子式换档装置以档位感应元件为核心元件，以检测光电信号为核心控制方式，具有响应快、抗干扰能力强等特点。

然而，无论采用机械式触点开关的电子式换档装置还是采用霍尔式开关传感器的电子式换档装置，结合实际情况分析，均存在一系列缺陷，主要是：

以机械式触点开关作为档位感应元件的电子式换档装置，其电子排档开关的可靠性差，综合故障率高，排线布置不便；以霍尔式开关传感器作为档位感应元件的电子式换档装置，传感器的需求量大，排布所需的空间较大，不易调节灵敏度，容易造成误触发，综合生产成本较高。同时，现有的电子式换档装置还包括底座、主面板、换档杆和供驾驶员操纵的换档球头，结构较为复杂，元件占用空间较大。当驾驶员操纵此类电子式换档装置时，易造成档位切换失准。

换而言之，无论是以机械式触点开关还是霍尔式开关传感器作为档位感应元件的电子式换档装置，均无法低成本、低误报率、高精度地实现档位切换。因此，有必要提出一种光电式旋钮换档装置，高质高效地检测、匹配、切换和指示档位，避免档位检测失准而造成行车安全隐患，进一步推进和提升乘用车电子设备的数字化、便捷化、灵活化。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置通过检测光电信号而实现切换档位。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置可平滑切换P-R-N-D档位(停车档-倒车档-空档-行驶档)。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置检测光电信号而匹配P-R-N-D档位。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置检测光电信号而指示P-R-N-D档位。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置检测光电信号而切换P-R-N-D档位。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置通过档片阻隔光电信号而响应换档动作。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置的旋钮增配旋钮配重环，增强旋钮的质感和握感。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置的旋钮被两个限位柱限制转动范围。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置的档片阻隔光电传感器的光电信号，设置控制面板以此检测并匹配档位。

本实用新型的目的之一在于提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置以档位指示灯显示板指示指示档位，其具有白天亮度模式和夜间亮度模式。

为实现本实用新型的以上目的，本实用新型提供一种光电式旋钮换档装置，包括：

一旋钮，所述旋钮具有一手旋部、一固定支撑部和一档位柱支架，所述档位柱支架内设于所述固定支撑部，所述手旋部一体连接所述固定支撑部；和

一设置控制组件，所述旋钮连接所述设置控制组件，所述设置控制组件包括一旋钮轨道、一设置控制面板和一个或多个光电传感器，每所述光电传感器电连接所述设置控制面板，所述旋钮轨道分别连接所述档位柱支架和所述设置控制面板，所述设置控制面板检测每所述光电传感器的光电信号以匹配档位。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述旋钮轨道一体延伸形成一档片，每所述光电传感器具有一光电传感器凹槽，所述档片嵌入每所述光电传感器凹槽以阻隔光电信号。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述旋钮轨道向外一体延伸形成一第一限位柱和一第二限位柱，所述第一限位柱与所述第二限位柱相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为135°，所述档片被限制于所述第一限位柱与所述第二限位柱的135°范围内运动。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述换档控制组件包括四个所述光电传感器，相邻两个所述光电传感器相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为35°，首尾两个所述光电传感器分别设置于所述第一限位柱与所述第二限位柱。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述旋钮轨道向外一体延伸形成一第一限位柱和一第二限位柱，所述第一限位柱与所述第二限位柱相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为135°，相邻所述光电传感器相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为35°，首位两个所述光电传感器设置于所述第一限位柱与所述第二限位柱。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述手旋部具有磨砂涂层或防滑涂层。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述旋钮进一步包括一旋钮配重环，所述手旋部具有一手旋部凹槽，所述旋钮配重环嵌入所述手旋部凹槽以增强所述旋钮的质感和握感。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述设置控制组件进一步包括一车载插座接插件，所述车载插座接插件包括一个或多个接口，所述车载插座接插件电连接所述设置控制面板并输出档位编码信号。

根据本实用新型的一个实施例，其中所述设置控制组件进一步包括一档位指示灯显示板，所述设置控制面板电连接所述档位指示灯显示板，所述档位指示灯显示板进一步包括一个或多个LED灯，所述档位指示灯显示板控制每所述LED灯为高亮LED灯或背光LED灯以指示档位。

根据本实用新型的一个实施例，其中每所述高亮LED灯默认颜色为冰蓝色，每所述背光LED灯默认颜色为白色，所述档位指示灯显示板具有一白天亮度模式和一夜间亮度模式，当处于白天亮度模式时，每所述高亮LED灯的亮度为1000cd/m²，每所述背光LED灯的亮度为150cd/m²；当处于夜间亮度模式时，每所述高亮LED灯的亮度为500cd/m²，每所述背光LED灯的亮度为10cd/m²。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的爆炸透视图。

图2是根据本实用新型的实施例的局部透视图。

图3是根据本实用新型的实施例的结构原理图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

根据本实用新型的一个优选实施例，参考附图的图1，本实用新型提供一种光电式旋钮换档装置，所述光电式旋钮换档装置适用于纯电动车、混合动力汽车等新型乘用车，其包括一上壳体400和一下壳体100以及一旋钮500。其中，所述上壳体400和所述下壳体100分别具有一上壳体半封闭容纳腔和一下壳体半封闭容纳腔，所述旋钮500分别贯穿所述上壳体400和所述下壳体100，并且所述旋钮500可被旋转从而切换至相应的档位。

优选地，参考附图的图1，所述光电式旋钮换档装置包括一设置控制组件300，其中所述旋钮500连接所述设置控制组件300，从而所述旋钮500被旋转时带动所述设置控制组件300而切换档位。所述上壳体400和所述下壳体100之间采用螺钉和卡扣连接，简单易装，便于拆卸安装。所述上壳体400具有一上壳体贯通孔401，所述旋钮500通过所述上壳体贯通孔401贯通所述上壳体400。所述旋钮500具有一手旋部501和一固定支撑部502和一档位柱支架504，所述档位柱支架504内设于所述固定支撑部502，所述固定支撑部502位于所述手旋部501下方，所述固定支撑部502同轴且一体连接所述手旋部501。优选地，所述固定支撑部502与所述手旋部501均呈圆柱状，所述固定支撑部502的水平截面直径略小于所述手旋部501的水平截面直径。

进一步地，所述旋钮500进一步包括一旋钮配重环503，以增加所述旋钮500的自重。所述旋钮配重环503的内径略小于或等于所述固定支撑部502的外径，使得所述旋钮配重环503可紧密贴附所述固定支撑部502。另一方面，所述手旋部501进一步具有一手旋部凹槽5011，所述手旋部凹槽5011位于所述手旋部501底部内侧，所述旋钮配重环503的顶部嵌入所述手旋部凹槽5011，以便进一步将所述旋钮配重环503稳固地置于所述旋钮500内。再一方面，所述手旋部501的顶面和侧面可被进一步加工，以便增强所述旋钮500的握感和质感，优化所述旋钮500的用户操纵体验。例如，将所述手旋部501的顶面和侧面给予磨砂工艺处理，即敷设或喷涂磨砂涂层，或者将所述手旋部501的顶面和侧面敷设或喷涂防滑涂层，避免黏附汗液而造成操纵不便，优化所述旋钮500的用户操纵体验。还一方面，所述旋钮配重环503可由一种或多种密度材料加工制成，同时可调节所述旋钮配重环503的内外径差，以便匹配不同质量对应的握感和质感，优化所述旋钮500的用户操纵体验。

具体地，参考附图的图1和图2，图2是所述设置控制组件300的局部透视图。所述设置控制组件300包括一设置控制面板200和一旋钮轨道301。其中，所述旋转轨道401固定连接所述设置控制面板200，所述旋钮500的所述固定支撑部802上套所述档位柱支架504，所述档位柱支架504的下端贯通所述设置控制面板200，使得所述旋钮500被旋转时同步带动所述档位柱支架504。优选地，所述档位柱支架504和所述旋钮轨道301相互啮合，如同隼接。优选地，所述档位柱支架504呈圆台状，所述档位柱支架504的竖直截面的外轮廓呈倒置的“凸”字形，所述旋钮轨道301的竖直截面的外轮廓呈正置的“凸”字形。换而言之，所述档位柱支架504具有一第一支架端部5041和一第二支架端部5042，所述第一支架端部5041的水平截面直径大于所述第二支架端部5042的水平截面直径。

值得一提的是，所述旋钮500的所述固定支撑部802上套所述档位柱支架504，因此所述固定支撑部802和所述档位柱支架504之间形成微小间隙。为了防止所述旋钮500过度晃动而影响质感和握感，降低用户操纵体验，所述旋钮500和所述档位柱支架504恰好根据微小间隙和尺寸精度来调整和控制所述旋钮500的晃动感。优选地，所述旋钮500和所述档位柱支架504之间的间隙控制在0.1毫米，所述旋钮500和所述档位柱支架504之间采用润滑油润滑填充。

值得一提的是，所述设置控制组件300进一步包括一硅胶垫203，所述硅胶垫203无缝贴合所述设置控制面板200，所述硅胶垫203用于防水防尘，隔绝杂质，进一步确保所述设置控制面板300处于稳定工作状态。

进一步地，所述第二支架端部5042一体延伸形成一档片303，所述档片303的位置恰好外置于所述旋钮轨道301。进一步地，一体延伸形成的所述档片303可围绕所述旋钮轨道301的外周缘旋转。值得一提的是，所述旋钮轨道301进一步向外一体延伸形成一第一限位柱3011和一第二限位柱3012。值得一提的是，所述第一限位柱3011与所述第二限位柱3012对应所述旋钮轨道301圆心的夹角等于或略大于135°。所述第一限位柱3011和所述第二限位柱3012将所述档片303围绕所述旋钮轨道301的旋转范围限制在135°。值得一提的是，所述第一限位柱3011和所述第二限位柱3012的水平截面厚度均等于或略大于所述档片303的水平截面厚度，以便将所述档片303稳固限制在所述第一限位柱3011和所述第二限位柱3012夹角135°对应的所述旋钮轨道301的外周缘范围内，防止所述档片303越过所述第一限位柱3011或所述第二限位柱3012而继续转动，避免未知的行车安全隐患。

进一步地，所述设置控制组件300进一步包括一个或多个光电传感器302，每所述光电传感器302分别电连接所述设置控制面板200，所述设置控制面板200分别检测每所述光电传感器302的光电信号，所述设置控制面板200根据每所述光电传感器302检测到的光电信号判断是否切换档位，若需切换档位则切换至何种档位。根据本实用新型的优选实施例，优选地，所述设置控制组件300包括四个所述光电传感器302，每所述光电传感器302依次电连接所述设置控制面板200并且位于所述第一限位柱3011和所述第二限位柱3012夹角对应的所述旋钮轨道301的外周缘范围内。优选地，每所述光电传感器302的夹角均为35°。换而言之，自所述第一限位柱3011位置起至所述第二限位柱3012位置止，相邻两个所述光电传感器302对应所述旋钮轨道301圆心的夹角均为35°，首尾两个所述光电传感器302分别设置于所述第一限位柱3011与所述第二限位柱3012处。优选地，每所述光电传感器302呈L形，每所述光电传感器302具有一光电传感器凹槽304。值得一提的是，所述档片303在所述旋钮500带动下，围绕所述旋钮轨道301的外周缘旋转，所述档片303在旋转过程中恰好经过每所述光电传感器302形成的每所述光电传感器凹槽304。特别地，当所述档片303被旋转至任一所述光电传感器302对应的所述光电传感器凹槽304时，所述光电传感器302产生的光电信号被所述档片303阻隔。当所述设置控制面板200检测到所述光电传感器302的光电信号被阻隔，判断所述旋钮500已被旋转至对应档位，因此将乘用车档位匹配至相应的档位。值得一提的是，每所述光电传感器302符合汽车级电子元器件AEC-Q101质量标准，其工作温度介于零下40摄氏度至105摄氏度，存储温度接于零下40摄氏度至125摄氏度，其功耗为10毫瓦至15毫瓦。

值得一提的是，乘用车的档位一般可分为P-R-N-D档，即停车档-倒车档-空档-行驶档。根据本实用新型的优选实施例，四个所述光电传感器302分别对应四种乘用车档位。优选地，四个所述光电传感器302分别对应P档、R档、N档和D档。例如，当所述档片303被旋转至P档对应的所述光电传感器302时，P档对应的所述光电传感器302产生的光电信号被阻隔。当所述设置控制面板200检测到P档对应的所述光电传感器302的光电信号被阻隔，判断所述旋钮500已被旋转至P档，因此将乘用车的档位匹配至P档。同理，当所述档片303被旋转至R档或N档或D档时，所述设置控制面板200分别检测所述光电传感器302的光电信号，在判断相应档位后将乘用车的档位匹配至对应档位。因此，只要所述档片303被所述旋钮500在所述第一限位柱3011和所述第二限位柱3012限定的范围内旋转，所述设置控制面板200检测并输出被阻隔的光电信号和对应的档位，乘用车的档位即可在P档、R档、N档和D档之间平滑切换。

参考附图的图1和图3，根据本实用新型的优选实施例，所述设置控制组件300进一步包括一车载插座接插件201，所述车载插座接插件201位于所述设置控制面板200下方，所述下壳体100内。所述车载插座接插件201电连接所述设置控制面板200。所述设置控制面板200通过检测每所述光电传感器302的光电信号并匹配相应的档位，所述设置控制面板200通过所述车载插座接插件201向一变速器输出档位编码信号。参考附图的图3，图3是所述车载插座接插件201的结构原理图。优选地，所述车载插座接插件201具有12个接口，分别是B1接口至B12接口。其中，所述B1接口电连接正十二伏特电源，通过钥匙开关输入，简称VCC接口；所述B2接口是档位编码信号1接口，档位编码信号1输出至变速器(TCU)，简称SW1接口；所述B3接口是档位编码信号2接口，档位编码信号2输出至变速器(TCU)，简称SW2接口；所述B4接口是档位编码信号3接口，档位编码信号3输出至变速器(TCU)，简称SW3接口；所述B5接口是档位编码信号4接口，档位编码信号4输出至变速器(TCU)，简称SW4接口；所述B6接口接地，简称GND接口；所述B7接口电连接背光灯的正十二伏特电源；所述B9接口电连接背光灯的参考地极；所述B8接口、所述B10接口、所述B11接口和所述B12接口均为备用接口。优选地，所有档位编码信号均通过所述B2接口至所述B5接口输出。其中，所述B2接口对应P档的档位编码信号1，所述B3接口对应R档的档位编码信号2，所述B4接口对应N档的档位编码信号3，所述B5接口对应D档的档位编码信号4。优选地，当所述档片303被所述旋钮500带动而转动，所述档片303恰好位于任一所述光电传感器302对应的所述光电传感器凹槽304时，所述光电传感器302的光电信号被所述档片303阻隔，所述设置控制面板200检测到所述光电传感器302的光电信号被阻隔，并匹配相应的档位。例如，所述设置控制面板200匹配的档位是P档，则所述设置控制面板200通过所述车载插座接插件201的所述B2接口向变速器(TCU)输出档位编码信号1。换而言之，所述设置控制面板200检测到被阻隔的所述光电传感器302对应的档位是P档，则所述设置控制面板200通过所述车载插座接插件201的所述B2接口向变速器(TCU)输出P档对应的档位编码信号1。类似地，若所述设置控制面板200检测到被阻隔的所述光电传感器302对应的档位是R档，则所述设置控制面板200通过所述车载插座接插件201的所述B3接口向变速器(TCU)输出R档对应的档位编码信号2，N档和D档同理可推。

参考附图的图1和图3，本实用新型的变形实施例的内容与优选实施例基本一致，区别在于：优选实施例中，P档、R档、N档和D档四个档位分别对应所述B2接口(SW1)、所述B3接口(SW2)、所述B4接口(SW3)和所述B5接口(SW4)，即四个档位与所述车载插座接插件201的四个接口一一对应，当所述设置控制面板200检测到任一档位，则固定通过该档位对应的接口向变速器(TCU)输出一个相应的档位编码信号。变形实施例则利用所述车载插座接插件201的两个接口即可，例如所述B2接口和所述B3接口。其中，所述B2接口和所述B3接口可分别输出二进制的0和1组合形成的组合编码信号，所述B2接口和所述B3接口输出的组合编码信号包括：00、01、10和11。优选地，P档对应的是“00”档位编码信号，R档对应的是“01”档位编码信号，N档对应的是“10”档位编码信号，D档对应的是“11”档位编码信号。若所述设置控制面板200检测到被阻隔的所述光电传感器302对应的档位是R档，则所述设置控制面板200通过所述车载插座接插件201的所述B2接口和所述B3接口向变速器(TCU)同时输出R档对应的档位编码信号“01”。值得一提的是，所述光电式旋钮换档装置具备四种档位，即P-R-N-D档，因此优选实施例中所述车载插座接插件201利用四个接口即可。换而言之，优选实施例中所需接口的数量与档位数量一致。然而，当需要切换的档位增多，例如需要细分档位时，结合实际情况分析，参考现有的MT变速器，若模拟一档、二档、三档、四档等档位，则需要表征的档位数量迅速增加，优选实施例中所述车载插座接插件201的所需接口也同步增加。根据变形实施例，若所述车载插座接插件201采用三个接口，可对应表征输出八种不同的档位编码信号。换而言之，若需输出更多不同的细分档位或者其他需要表征的信号，采用二进制表征不同档位编码信号相比于档位与接口一一对应的档位编码信号，所需的接口数量更少。

进一步地，根据本实用新型的优选实施例，为增强用户体验，所述档位指示灯显示板600具有背光显示。换而言之，所述档位指示灯显示板600的每所述LED灯均能高亮显示或背光显示。优选地，所述档位指示灯显示板600的每所述LED灯均具有两种亮度模式，即白天亮度模式和夜间亮度模式。优选地，当所述档位指示灯显示板600接受到任一档位对应的档位信号，则控制相应档位的LED灯高亮显示，高亮显示时，颜色默认为冰蓝色，而其余档位对应的LED灯仅为背光显示，颜色默认为白色。优选地，在白天亮度模式下，档位对应的高亮LED灯的亮度为1000cd/m²，其余的背光LED灯的亮度为150cd/m²；在夜间亮度模式下，档位对应的高亮LED灯的亮度为500cd/m²，其余的背光LED灯的亮度为10cd/m²。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整并有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims

1.一种光电式旋钮换档装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述旋钮轨道一体延伸形成一档片，每所述光电传感器具有一光电传感器凹槽，所述档片嵌入每所述光电传感器凹槽以阻隔光电信号。

3.根据权利要求2所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述旋钮轨道向外一体延伸形成一第一限位柱和一第二限位柱，所述第一限位柱与所述第二限位柱相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为135°，所述档片被限制于所述第一限位柱与所述第二限位柱的135°范围内运动。

4.根据权利要求3所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述换档控制组件包括四个所述光电传感器，相邻两个所述光电传感器相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为35°，首尾两个所述光电传感器分别设置于所述第一限位柱与所述第二限位柱。

5.根据权利要求1所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述旋钮轨道向外一体延伸形成一第一限位柱和一第二限位柱，所述第一限位柱与所述第二限位柱相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为135°，相邻所述光电传感器相对于所述旋钮轨道的圆心的夹角为35°，首位两个所述光电传感器设置于所述第一限位柱与所述第二限位柱处。

6.根据权利要求1所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述手旋部具有磨砂涂层或防滑涂层。

7.根据权利要求1所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述旋钮进一步包括一旋钮配重环，所述手旋部具有一手旋部凹槽，所述旋钮配重环嵌入所述手旋部凹槽以增强所述旋钮的质感和握感。

8.根据权利要求1所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述设置控制组件进一步包括一车载插座接插件，所述车载插座接插件包括一个或多个接口，所述车载插座接插件电连接所述设置控制面板并输出档位编码信号。

9.根据权利要求1所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述设置控制组件进一步包括一档位指示灯显示板，所述设置控制面板电连接所述档位指示灯显示板，所述档位指示灯显示板进一步包括一个或多个LED灯，所述档位指示灯显示板控制每所述LED灯为高亮LED灯或背光LED灯以指示档位。

10.根据权利要求9所述的一种光电式旋钮换档装置，其特征在于：所述每高亮LED灯默认颜色为冰蓝色，每所述背光LED灯默认颜色为白色，所述档位指示灯显示板具有一白天亮度模式和一夜间亮度模式，当处于白天亮度模式时，每所述高亮LED灯的亮度为1000cd/m²，每所述背光LED灯的亮度为150cd/m²；当处于夜间亮度模式时，每所述高亮LED灯的亮度为500cd/m²，每所述背光LED灯的亮度为10cd/m²。