CN208651605U - 一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，包括壳体和旋钮主体，壳体由上壳体、中壳体和下壳体组成，旋钮主体部分伸出上壳体的上表面，壳体内设置有旋钮升降机构、换挡锁止机构和挡位显示机构，旋钮升降机构包括传动组件、螺杆和旋钮连杆，换挡锁止机构包括PCB板、挡位齿轮、电磁阀、电磁阀连动轴和挡位锁止块，PCB板横向安装在旋钮主体下方的旋钮连杆上，且与电磁阀信号连接，挡位齿轮位于PCB板下方的旋钮连杆上，PCB板上竖直安装有电磁阀传动轴，电磁阀连动轴上部安装有挡位锁止块。其升降功能能避免停车状态时错误换挡的情况发生；旋钮的设计也简化了换挡的操纵难度；同时，挡位显示的功能可以直接有效的反馈给驾驶员当时汽车行驶的挡位。

Description

一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器

技术领域

本实用新型涉及汽车电子电控技术领域，特别是涉及一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器。

背景技术

原始汽车技术中换挡器大多为机械杆状式的，执行换挡操作时对于驾驶员的驾驶技能有较高的要求，手动操作换挡的操作动作多，分散了驾驶员的注意力，增加了不安全因素，且换挡器占用驾驶舱的空间较大。另外，设计换挡机械结构工作复杂，再加上由于没有锁止功能，驾驶员经常容易在汽车启动时发生错误换挡的操作。

随着汽车电子技术的飞速发展，现代汽车越来越多地使用电子换挡器与变速箱控制器进行通信来满足日常行车中挡位的变换。在点火前和熄火后，换挡器自动下降，以避免操作不当的问题发生。旋钮换挡更加新颖，也比较省力，人性化设计更突出时代的发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其能够节约了车内空间，且实现了整车轻量化；其升降功能能避免停车状态时错误换挡的情况发生；旋钮的设计也简化了换挡的操纵难度；同时，挡位显示的功能可以直接有效的反馈给驾驶员当时汽车行驶的挡位。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，包括壳体和旋钮主体，所述壳体由上壳体、中壳体和下壳体组成，所述旋钮主体部分伸出上壳体的上表面，

所述壳体内设置有旋钮升降机构、换挡锁止机构和挡位显示机构，

旋钮升降机构包括传动组件、螺杆和旋钮连杆，传动组件包括安装在螺杆上的升降齿轮，螺杆与旋钮连杆配合连接，旋钮连杆与旋钮主体连接，

换挡锁止机构包括PCB板、挡位齿轮、电磁阀、电磁阀连动轴和挡位锁止块，PCB板横向安装在旋钮主体下方的旋钮连杆上，且与电磁阀信号连接，挡位齿轮位于PCB板下方的旋钮连杆上，PCB板上竖直安装有电磁阀传动轴，电磁阀连动轴上部安装有挡位锁止块，

挡位显示机构包括挡位显示面板、挡显字母和导光柱。

进一步地限定，所述挡显字母设置在显示面板的上表面，挡显字母下方的上壳体内设有点亮挡显字母的导光柱，导光柱放置在挡位显示槽内。

进一步地限定，所述PCB板上安装有霍尔感应模块、控制模块和电气接口，霍尔感应模块通过控制模块对电磁阀传输信号，电气接口与变速箱控制器电连接。

再进一步地限定，所述挡位齿轮外设有与其啮合的齿轮，齿轮内装有磁铁块，磁铁块上方的PCB板上装有霍尔感应器，以使磁铁块转动后霍尔感应器将挡位信号传递给挡位显示机构。

进一步地限定，所述旋钮主体内装配有套环，套环与旋钮连杆连接，旋钮主体的上端面上设置有旋钮盖。

再进一步地限定，所述上壳体内中间安装有套环固定座，套环固定座上方的上壳体上设有氛围灯导光体，氛围灯导光体位于旋钮主体外，上壳体上还开设有若干上壳体安装孔。

进一步地限定，所述旋钮连杆的下部外设有挡位槽，旋钮连杆下部侧壁上安装有挡位销。

进一步地限定，所述传动组件还包括电机、电机输出轴齿轮、传动皮带和皮带夹，电机输出轴齿轮通过传动皮带与螺杆上的升降齿轮连接，螺杆上还设置有升降导向块。

进一步地限定，所述中壳体外侧壁上开设有中壳体外部安装孔，中壳体内侧壁上开设有中壳体内部安装孔。

进一步地限定，所述挡位齿轮上设置有挡位齿轮卡销，旋钮连杆上开设有连杆卡槽。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，

(1)取消换挡手柄及换挡器机械结构件，不但节省了驾驶舱的空间，而且取消了换挡器的布置、设计及换挡手柄造型、布置及结构设计等工作，降低了工作复杂度。

(2)取消了传统的机械杆状结构件，旋钮式换挡器的执行机构(包括机械和电子)代替换挡臂执行挡位件的换挡动作，取消了换挡臂布置和结构设计等工作；

(3)升降功能的多稳态旋钮换挡器，其升降功能避免了停车状态时错误换挡的情况发生；旋钮的设计也简化了换挡的操纵难度。

(4)取消了换挡拉索结构件，电子信号通信可靠性、稳定性更强，且避免了无力和行程损失等不利要素；

(5)因升降功能的多稳态旋钮换挡器系统取消了换挡器、换挡手柄、换挡拉索、换挡臂等结构件，采用执行器与ECU(汽车电子控制单元)连接，使整个操纵系统结构件的质量得以减轻，更加有利于整车轻量化。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器的侧上方视图。

图2为本实用新型一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器的当旋钮上升时侧上方视图。

图3为本实用新型一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器的去除壳体组件后其内部运动组成机构的正向视图。

图4为本实用新型一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器的上壳体内部组成的爆炸视图。

图5为本实用新型一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器的中壳体内部视图。

图6为本实用新型一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器换挡过程详细视图。

图中：1.挡位显示面板；2.挡显字母；3.上壳体；4.中壳体；5.下壳体； 6.旋钮盖；7.旋钮主体；8.氛围灯导光体；9.升降齿轮；10.传动皮带；11.电机输出轴齿轮；12.套环；13.挡位齿轮；14.齿轮；15.磁铁块；16.电气接口； 17.旋钮连杆；18.挡位槽；19.PCB板；20.挡位锁止块；21.电子阀连动轴；22. 电磁阀；23.电机；24.挡位销；25.螺杆；26.升降导向块；27.皮带夹；28.上壳体安装孔；29.导光柱；30.挡位显示槽；31.套环固定座；32.换挡器外部安装孔；33.中壳体内部安装孔；34.连杆卡槽；35.挡位齿轮卡销。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1和图2所示，本实用新型的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，包括壳体和旋钮主体7，壳体由上壳体3、中壳体4和下壳体5组成，旋钮主体7部分伸出上壳体3的上表面，壳体内设置有旋钮升降机构、换挡锁止机构和挡位显示机构，挡位显示机构包括挡位显示面板1、挡显字母2和导光柱29，挡显字母2设置在显示面板1的上表面，挡显字母2下方的上壳体3内设有点亮挡显字母2的导光柱29，导光柱29放置在挡位显示槽内30。

如图2和图3所示，旋钮升降机构包括传动组件、螺杆25和旋钮连杆17，传动组件包括安装在螺杆25上的升降齿轮9、电机23、电机输出轴齿轮11、传动皮带10和皮带夹27，电机输出轴齿轮11通过传动皮带10与螺杆25上的升降齿轮9连接，螺杆25上设置有升降导向块26，螺杆25与旋钮连杆17配合连接，旋钮主体7内装配有套环12，套环12与旋钮连杆17连接，旋钮主体 7的上端面上设置有旋钮盖6。换挡锁止机构包括PCB板19、挡位齿轮13、电磁阀22、电磁阀连动轴21和挡位锁止块20，PCB板19横向安装在旋钮主体7 下方的旋钮连杆17上，且与电磁阀22信号连接，挡位齿轮13位于PCB板19 下方的旋钮连杆17上，PCB板19上竖直安装有电磁阀传动轴21，电磁阀连动轴21上部安装有挡位锁止块20。

当汽车点火启动时，电机23得到开启工作指令，其转动轴带动电机输出轴齿轮11开始转动，并通过传动皮带10使升降齿轮9和螺杆25进行所需的升降工作，因为螺杆25与旋钮连杆17配合在一起，旋钮连杆17又和套环12配合在一起，同时套环12和旋钮主体7装配在一起，所以当换挡器工作时，电机 23工作带动旋钮主体7上升。

PCB板19上安装有霍尔感应模块、控制模块和电气接口16，霍尔感应模块通过控制模块对电磁阀22传输信号，电气接口16与变速箱控制器电连接。换挡器开始正常工作时，旋钮主体7会上升；通过驾驶员旋动旋钮主体7时，通过PCB板19的霍尔感应模块以及控制模块对电磁阀22传输信号，并通过电磁阀22对电磁阀连动轴21发出吸合或释放的指令，在吸合和释放的过程中挡位锁止块20会跟随下降或上升；当挡位锁止块20没有阻止挡位齿轮13旋转时，旋钮主体7可正常旋转，当挡位锁止块20上升并阻止挡位齿轮13旋转时，此时旋钮主体7无法旋动，即起到了挡位锁止的功能。

如图1和图4所示，本实施例的换挡器提供P挡、R挡、N挡、D挡和S挡，共5个挡位，分别对应5个挡显字母2，每一个挡显字母2前有一个导光柱29。挡位齿轮13外设有与其啮合的齿轮14，齿轮14内装有磁铁块15，磁铁块15 上方的PCB板19上装有霍尔感应器，以使磁铁块转动后霍尔感应器将挡位信号传递给挡位显示机构。当汽车点火后，换挡器工作，驾驶员发出不同的换挡指令后，通过挡位齿轮13的旋转带动与其啮合的齿轮14进行转动，该齿轮14里面装有磁铁块15，由于在该磁铁块15上方的PCB板19上装有两个霍尔感应器，所以当磁铁块15在转动时，根据霍尔效应原理在PCB板19上传输的不同的挡位信息，经传递后到达挡位显示机构，控制模块控制导光柱29发光，点亮相应的挡显字母2，来表达当前所处的挡位状态，给司机直观的反馈。

上壳体3内中间安装有套环固定座31，套环固定座31上方的上壳体3上设有氛围灯导光体8，氛围灯导光体8位于旋钮主体7外，上壳体3上还开设有若干上壳体安装孔28。相同地，控制模块还可以控制氛围灯导光体8发光，旋钮主体7周围一圈发出光亮，使得夜间行车更加安全，换挡横准确，美观而又实用的良好设计。

如图5所示，中壳体4外侧壁上开设有中壳体外部安装孔32，中壳体4内侧壁上开设有中壳体内部安装孔33，中壳体外部安装孔32在4个角附近，中壳体内部安装孔33有4个，用于连接上壳体3和下壳体5。

如图6所示，旋钮连杆17的下部外设有挡位槽18，旋钮连杆17下部侧壁上安装有挡位销24。当换挡器运行时，电机23工作，旋钮主体7上升，并在挡位没有锁止状态下驾驶员通过旋转旋钮主体7发出请求换挡指令后，旋钮主体7 转动时带动挡位销24一起转动，对应于挡位槽18内部的挡位点，每旋转到一个挡位点时，通过霍尔感应器接收的信号，并在CAN总线的传输下，通过电气接口16传递给变速箱控制器，最终得到想要的换挡车速，完成有效、安全稳定的换挡工作。

工作原理如下：

本实施例的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器安装在汽车内部，当汽车点火启动后，换挡器内部的电机23开始工作，并使得旋钮主体7自动上升，在上升完全后，汽车启动并通过驾驶员旋动旋钮主体7发出换挡指令，根据设计好的挡位槽18结构，不同挡位定位点时发出的不同信号，通过霍尔感应模块将信号收集，并通过CAN总线传输功能，经电气接口16传递给变速箱控制器，最终得到想要的换挡车速，并且在挡位显示机构上正确显示对应的挡位所处状态。

工作过程如下：

将本实施例的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器安装于整车驾驶舱内，整车蓄电池供电正常，点火后，多稳态旋钮换挡器控制单元开始工作，根据驾驶员的选挡请求，在整车的ETRS(电子挡杆)系统中进行循环工作，控制单元点亮相应的挡显字母2得到最终反馈。

上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，包括壳体和旋钮主体，所述壳体由上壳体、中壳体和下壳体组成，所述旋钮主体部分伸出上壳体的上表面，其特征在于：

所述壳体内设置有旋钮升降机构、换挡锁止机构和挡位显示机构，

旋钮升降机构包括传动组件、螺杆和旋钮连杆，传动组件包括安装在螺杆上的升降齿轮，螺杆与旋钮连杆配合连接，旋钮连杆与旋钮主体连接，

换挡锁止机构包括PCB板、挡位齿轮、电磁阀、电磁阀连动轴和挡位锁止块，PCB板横向安装在旋钮主体下方的旋钮连杆上，且与电磁阀信号连接，挡位齿轮位于PCB板下方的旋钮连杆上，PCB板上竖直安装有电磁阀传动轴，电磁阀连动轴上部安装有挡位锁止块，

挡位显示机构包括挡位显示面板、挡显字母和导光柱。

2.根据权利要求1所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述挡显字母设置在显示面板的上表面，挡显字母下方的上壳体内设有点亮挡显字母的导光柱，导光柱放置在挡位显示槽内。

3.根据权利要求1所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述PCB板上安装有霍尔感应模块、控制模块和电气接口，霍尔感应模块通过控制模块对电磁阀传输信号，电气接口与变速箱控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述挡位齿轮外设有与其啮合的齿轮，齿轮内装有磁铁块，磁铁块上方的PCB板上装有霍尔感应器，以使磁铁块转动后霍尔感应器将挡位信号传递给挡位显示机构。

5.根据权利要求1所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮主体内装配有套环，套环与旋钮连杆连接，旋钮主体的上端面上设置有旋钮盖。

6.根据权利要求5所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述上壳体内中间安装有套环固定座，套环固定座上方的上壳体上设有氛围灯导光体，氛围灯导光体位于旋钮主体外，上壳体上还开设有若干上壳体安装孔。

7.根据权利要求1或5所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮连杆的下部外设有挡位槽，旋钮连杆下部侧壁上安装有挡位销。

8.根据权利要求1所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述传动组件还包括电机、电机输出轴齿轮、传动皮带和皮带夹，电机输出轴齿轮通过传动皮带与螺杆上的升降齿轮连接，螺杆上还设置有升降导向块。

9.根据权利要求1所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述中壳体外侧壁上开设有中壳体外部安装孔，中壳体内侧壁上开设有中壳体内部安装孔。

10.根据权利要求1所述的一种带升降功能的多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述挡位齿轮上设置有挡位齿轮卡销，旋钮连杆上开设有连杆卡槽。