CN208793603U - 自动挡换挡器及电动车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种自动挡换挡器和电动车辆，所述自动挡换挡器包括壳体、换挡杆、扇形锁止块、驱动装置、以及锁止销，扇形锁止块铰接在壳体内，换挡杆的一端与扇形锁止块固定连接，另一端从壳体内伸出，驱动装置固定在壳体内，锁止销与驱动装置相连，驱动装置用于在换挡器处于空挡时根据当前车速驱动锁止销插入或退出扇形锁止块，以阻止或允许扇形锁止块向后运动。从而避免电动车辆的电机反转造成对传动结构，特别是传动齿轮的损害。

Description

自动挡换挡器及电动车辆

技术领域

本公开涉及换挡器领域，具体地，涉及一种自动挡换挡器。

背景技术

换挡机构是车辆的重要的操纵机构，驾驶员通过操纵换挡机构来实现前进、后退、空挡及驻车等操作。当换挡时，为了避免驾驶员误操作，换挡机构上需要有换挡锁来确保驾驶员的换挡意图，比如经典的蛇形换挡或直列换挡BTSI结构，虽然这两个锁止方法在车辆从前进挡换到空挡再换到后退挡的时候存在机械锁止机构。但是由于是机械结构，驾驶员依然能够快速的完成前进挡到后退挡的转换。

由于电动车是直接由电动机正转及反转对应的前进挡和后退挡，若驾驶员从前进挡快速的换到后退挡，这种情况下电机转动方向突然改变，会对传动机构特别是齿轮造成很大的损害。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种自动挡换挡器，该自动挡换挡器能够在电动车辆车速较快情况下，防止驾驶员快速从前进挡切换至后退挡，避免电机反转对传动结构，特别是对传动齿轮造成损害。

为了实现上述目的，本公开提供一种自动挡换挡器，所述换挡器包括壳体、换挡杆、扇形锁止块、驱动装置、以及锁止销，所述扇形锁止块铰接在所述壳体内，所述换挡杆的一端与所述扇形锁止块固定连接，另一端从所述壳体内伸出，所述驱动装置固定在所述壳体内，所述锁止销与所述驱动装置相连，所述驱动装置用于在所述换挡器处于空挡时根据当前车速驱动所述锁止销插入或退出所述扇形锁止块，以阻止或允许所述扇形锁止块向后运动。

可选地，所述锁止销的轴线与所述扇形锁止块的铰接轴线平行。

可选地，所述扇形锁止块上形成有弧形槽，所述弧形槽围绕所述扇形锁止块与所述壳体的铰接点延伸，所述锁止销能够插入或退出所述弧形槽以阻止或允许所述扇形锁止块向后运动，当所述换挡器处于空挡时，所述锁止销与所述弧形槽的前端对准；当所述换挡器处于前进挡时，所述锁止销与所述弧形槽的后端对准。

可选地，所述驱动装置为电机，所述电机的转子形成有内螺纹，所述锁止销穿过所述转子，所述锁止销上形成有与所述内螺纹配合的外螺纹。

可选地，所述外螺纹的螺纹升角大于摩擦角，所述换挡器还包括机械解锁按钮，所述机械解锁按钮的下端与所述锁止销的销头形成楔形配合，以使得当按压所述机械解锁按钮时能够驱动所述锁止销轴向移动以退出所述扇形锁止块。

可选地，所述自动挡换挡器还包括用于驱动所述机械解锁按钮复位的复位弹簧，所述复位弹簧的一端与所述机械解锁按钮相连，另一端与所述壳体相连。

可选地，所述驱动装置为电磁驱动装置。

可选地，所述锁止销插入所述环形槽内的深度为2-5mm。

本公开的有益效果：

当驾驶员从前进挡切换至后退挡时，电动车辆挡位必然会经过空挡，若此时处于空挡状态下的电动车辆速度仍然大于某一预定车速，此时驱动装置驱动锁止销插入扇形锁止块，以阻止扇形锁止块向后运动，继而无法操纵换挡杆将车辆挡位切换至后退挡，避免电机反转对传动结构，特别是对传动齿轮造成损害。

本公开还提供一种电动车辆，包括如上所述的自动挡换挡器。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的一种实施方式的自动挡换挡器的结构示意图；

图2是本公开的一种实施方式的自动挡换挡器的内部结构示意图；

图3是本公开的一种实施方式的自动换挡器的机械解锁按钮和复位弹簧的示意图；

图4是本公开的一种实施方式的自动换挡器的机械解锁按钮、驱动装置以及锁止销的结构示意图；

图5是本公开的一种实施方式的自动挡换挡器的扇形锁止块和换挡杆的结构示意图，其中示出了扇形锁止块上的弧形槽。

附图标记说明

1 壳体 2 换挡杆

3 扇形锁止块 4 驱动装置

5 锁止销 6 机械解锁按钮

7 复位弹簧 31 弧形槽

51 销头 52 销杆

8 铰接件 61 第一本体

62 第二本体 611 斜面

A 铰接轴线

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“前、后、上、下”通常是指车辆的前后上下方向；也可以将“前”定义为换挡杆从空挡切换至前进挡的方向，将“后”定义为换挡杆从空挡切换至后退挡的方向，两种表述的含义相同。上述的方位词仅是为了便于描述本公开，而不是提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，因此不能理解为对本公开的限制。

如图1至图5所示，根据本公开的一个方面，提供一种自动挡换挡器，包括壳体1、换挡杆2、扇形锁止块3、驱动装置4、以及锁止销5，扇形锁止块3铰接在壳体1内，换挡杆2的一端与扇形锁止块3固定连接，另一端从壳体1内伸出，驱动装置4固定在壳体1内，锁止销5与驱动装置4相连，驱动装置4用于在换挡器处于空挡时根据当前车速驱动锁止销5插入或退出扇形锁止块3，以阻止或允许扇形锁止块3向后运动。上述的扇形锁止块3、驱动装置以及锁止销5都设置在壳体1的内部，壳体1起对内部装置固定和保护的作用。扇形锁止块3通过铰接件8铰接在壳体1内，并且可以围绕铰接件8在壳体1内转动一定的角度。在扇形锁止块3内，垂直于铰接轴线的方向上设置有槽孔，换挡杆2的一端插设在槽孔内，另一端从壳体1内伸出，伸出的一端可通过驾驶员的操纵，带动与换挡杆2固定连接在一起的扇形锁止块围绕铰接轴线A转动(铰接轴线A可如图2所示)，从而实现切换不同挡位的目的。驱动装置4固定在壳体1内，此外，锁止销5与驱动装置4相连并由其驱动，在平行于铰接轴线的方向上运动。具体地，一方面，当车辆处于空挡状态下(可通过挡位感应装置获得挡位状态)且速度大于预定的车速，例如大于5km/h时(可通过速度传感器对车速进行测量)，驱动装置4 驱动锁止销5插入到扇形锁止块3内，以限制扇形锁止块3向后转动，也即无法通过操纵换挡杆2将车辆从空挡状态切换至后退挡，从而实现了锁止的功能，从而避免电动车辆的电机反转对传动结构，特别是对传动齿轮造成损害。另一方面，当车辆处于空挡状态下且速度不大于预定的车速，例如不大于5km/h时，驱动装置4驱动锁止销5退出扇形锁止块3，以允许扇形锁止块3向后转动，此时，通过操纵换挡杆2可以将车辆从空挡状态切换至后退挡。

进一步地，结合图2和图4所示，锁止销5的轴线与扇形锁止块3的铰接轴线A平行。从另一个角度看，锁止销5与扇形锁止块3的铰接轴线A 平行，实则是锁止销5垂直于扇形锁止块3，所以当锁止销5垂直插入扇形锁止块3内以后，可以更好的限制扇形锁止块3绕铰接轴线往后转动，从而限制车辆切换至后退挡。

更进一步地，结合图2至图5所示，扇形锁止块3上形成有弧形槽31，弧形槽31围绕扇形锁止块3与壳体1的铰接点延伸，锁止销5能够插入或退出弧形槽31以阻止或允许扇形锁止块3向后运动，当换挡器处于空挡时，锁止销5与弧形槽31的前端对准；当换挡器处于前进挡时，锁止销5与弧形槽31的后端对准。扇形锁止块3上形成有弧形槽31，并且弧形槽31围绕扇形锁止块3和壳体1的铰接点延伸，当车辆换挡器处于空挡时，并且车速大于预定车速时，驱动装置4驱动锁止销5插入弧形槽31内，并且锁止销5 与弧形槽31的前端内壁抵接，由于锁止销5和驱动装置4是固定在壳体1 内的，又因壳体是相对不动的，所以扇形锁止块3由于锁止销5在弧形槽31 内前端内壁的抵接，而无法往后转动，而换挡杆2若要切换至后退挡，必须能够往后转动，由上所述可知，换挡杆2和扇形锁止块3是固定连接在一起的，而扇形锁止块3无法往后转动的情况下，换挡杆2即无法往后转动，也即此种状态下无法切换至后退挡，实现在空挡锁止的效果，避免车辆在较大的速度情况下，由前进挡快速切换至后退挡对传动齿轮造成损害。但是，此时的扇形锁止块3只是不能往后进行转动，弧形槽31具有一定的长度，扇形锁止块3可以往前进行转动，从而达到从空挡切换至前进挡的目的。

当车辆处于空挡状态下时，且车速大于预定车速时，由上述可知，锁止销5是插设在弧形槽31内的，此时换挡器无法从空挡切换至后退挡，若此时仍然使车辆处于空挡的状态下，降低车辆的速度直至不大于预定的车速时，设置在车辆上的速度传感器会感测相应速度信息，从而使驱动装置4驱动锁止销5退出弧形槽31，此时换挡器可实现从空挡切换至后退挡。

作为一种可选的实施方式，如图2和图4所示，驱动装置4为电机，电机的转子形成有内螺纹，锁止销5穿过转子，锁止销5上形成有与内螺纹配合的外螺纹。当电机开始工作，内部的转子会绕着锁止销5所在的轴线正转或者反转，从而通过内外螺纹的配合带动锁止销5旋进环形槽或者从环形槽内旋出。

具体地，所述外螺纹的螺纹升角大于摩擦角，如图3和图4所示，换挡器还包括机械解锁按钮6，机械解锁按钮6的下端与锁止销5的销头51形成楔形配合，以使得当按压机械解锁按钮6时能够驱动锁止销5轴向移动以退出扇形锁止块3。锁止销5上的螺纹升角大于摩擦角时，锁止销5和电机的转子不会形成自锁，当电机失效时，可通过手动复位的方式使锁止销5旋出弧形槽31。作为一种可选的实施方式，在壳体1内部设置机械解锁按钮6，机械解锁按钮6的形成有垂直于锁止销5的第一本体61和平行于锁止销5 所在轴线的第二本体62，第一本体61和第二本体62一体成型。第一本体 61的下端形成有斜面611且具有缺口，与锁止销5的销头51形成楔形配合。当电机失效，锁止销5无法通过电机驱动旋出弧形槽31时，锁止销5的销头51和电机之间会存在一定的间隙，通过按压机械解锁按钮6，第二本体 62的下端会通过斜面611和缺口插入上述的间隙内，第二本体62下端的厚度大于上述间隙的宽度，当第二本体62下端插入上述间隙时，第二本体62 的侧面与电机相抵接，上述斜面611与销头51相抵接，销头呈圆锥状，按压机械解锁按钮6通过第二本体62侧面和电机之间力的作用下可使上述的间隙变大，从而在第二本体62的驱动下，使锁止销5的销杆52轴向移动以退出扇形锁止块3上的弧形槽31，从而达到电机失效情况下机械解锁的目的。

更具体地，如图3所示，自动挡换挡器还包括用于驱动机械解锁按钮6 复位的复位弹簧7，复位弹簧7的一端与机械解锁按钮6相连，另一端与壳体1相连。复位弹簧7的一端与机械解锁按钮6的第一本体61的下端相连，另一端与壳体1相连，当电机失效时，由上述可知，通过按压机械解锁按钮 6可将锁止销5退出弧形槽31，而与复位弹簧7一端相连的壳体1是相对不动的，所以当按压完成机械解锁按钮6以后，机械解锁按钮6在复位弹簧7 的弹性力的作用下往上运动，达到对机械解锁按钮6复位的效果。

作为另一种可选的实施方式，驱动装置4为电磁驱动装置，通过在电磁驱动装置内设置锁止销5，当电磁驱动装置在通电状态下时，锁止销5插入弧形槽31；当电磁驱动装置处于不通电状态下时，锁止销5退出弧形槽31 回到电磁驱动装置内。此外，驱动装置4也可以是气缸驱动装置，通过在气缸驱动装置内设置锁止销5，当气缸驱动装置内的气缸容积变大时，驱动锁止销5插入弧形槽31内，当气缸驱动装置内的气缸容积变小时，驱动锁止销5退出弧形槽31。

作为一种可选的实施方式，锁止销5插入弧形槽31内的深度为2-5mm，同时，锁止销5从深度为2-5mm的弧形槽31旋进或旋出的时间需小于0.1s，保证锁止的快速性。

根据本公开的另一方面，提供一种车辆，该车辆采用如上所述的自动挡换挡器。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (9)

1.一种自动挡换挡器，其特征在于，所述换挡器包括壳体(1)、换挡杆(2)、扇形锁止块(3)、驱动装置(4)、以及锁止销(5)，所述扇形锁止块(3)铰接在所述壳体(1)内，所述换挡杆(2)的一端与所述扇形锁止块(3)固定连接，另一端从所述壳体(1)内伸出，所述驱动装置(4)固定在所述壳体(1)内，所述锁止销(5)与所述驱动装置(4)相连，所述驱动装置(4)用于在所述换挡器处于空挡时根据当前车速驱动所述锁止销(5)插入或退出所述扇形锁止块(3)，以阻止或允许所述扇形锁止块(3)向后运动。

2.根据权利要求1所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述锁止销(5)的轴线与所述扇形锁止块(3)的铰接轴线(A)平行。

3.根据权利要求2所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述扇形锁止块(3)上形成有弧形槽(31)，所述弧形槽(31)围绕所述扇形锁止块(3)与所述壳体(1)的铰接点延伸，所述锁止销(5)能够插入或退出所述弧形槽(31)以阻止或允许所述扇形锁止块(3)向后运动，当所述换挡器处于空挡时，所述锁止销(5)与所述弧形槽(31)的前端对准；当所述换挡器处于前进挡时，所述锁止销(5)与所述弧形槽(31)的后端对准。

4.根据权利要求1所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述驱动装置(4)为电机，所述电机的转子形成有内螺纹，所述锁止销(5)穿过所述转子，所述锁止销(5)上形成有与所述内螺纹配合的外螺纹。

5.根据权利要求4所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述外螺纹的螺纹升角大于摩擦角，所述换挡器还包括机械解锁按钮(6)，所述机械解锁按钮(6)的下端与所述锁止销(5)的销头(51)形成楔形配合，以使得当按压所述机械解锁按钮(6)时能够驱动所述锁止销(5)轴向移动以退出所述扇形锁止块(3)。

6.根据权利要求5所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述自动挡换挡器还包括用于驱动所述机械解锁按钮(6)复位的复位弹簧(7)，所述复位弹簧(7)的一端与所述机械解锁按钮(6)相连，另一端与所述壳体(1)相连。

7.根据权利要求1所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述驱动装置(4)为电磁驱动装置。

8.根据权利要求3所述的自动挡换挡器，其特征在于，所述锁止销(5)插入所述弧形槽(31)内的深度为2-5mm。

9.一种电动车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-8任意一项所述的自动挡换挡器。