CN209083982U - 升降复位式旋钮换挡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及旋钮换挡器的技术领域，提供升降复位式旋钮换挡器，包括壳体、面板、旋钮、挡位字符、驱动机构、操纵杆、抵顶柱、挡位块及控制电路板，挡位块设有中间挡位槽、左侧斜面和右侧斜面，左侧斜面设有左侧挡位槽，右侧斜面设有右侧挡位槽。当整车上电时，旋钮上升至到设定位置；当整车下电时，旋钮下降至设定位置；其旋钮能实现车辆在起动和停车时的自动升降动作，提升驾驶仪式感，同时避免在自动驾驶模式下被误操作的情况，避免意外安全事故的发生。此外，其通过抵顶柱、中间挡位槽、左侧斜面、右侧斜面、左侧挡位槽和右侧挡位槽的结构配合，实现自复位式换挡操作，换挡操作方便，适应未来整车自动驾驶的需求，提升驾驶的科技感。

Description

升降复位式旋钮换挡器

技术领域

本实用新型属于旋钮换挡器的技术的领域，尤其涉及升降复位式旋钮换挡器。

背景技术

现有的电子旋钮换挡器一般采用固定式，其旋钮不具有上、下升降功能，电子旋钮换挡器始终位于底座上方，这样，在停车熄火后会存在不小心旋转误操作的情况，而当再次点火后会造成安全事故，或易发生意外碰撞，导致旋钮被撞坏；同时，现有电子旋钮换挡器还是固定挡位式，P、R、N、D、S每个单位都固定一个角度，每个挡位需要按固定顺序进行切换，换挡方式机械陈旧，操作不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了升降复位式旋钮换挡器，旨在解决现有电子旋钮换挡器存在易发生意外碰撞而导致旋钮被撞坏和换挡操作不便的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了包括壳体、与所述壳体连接的面板，以及设于所述面板上且能够转动上升和下降的旋钮；所述壳体中设有：

驱动机构；

操纵杆，由所述驱动机构驱动以实现自由升降；所述旋钮设于所述操纵杆的顶端；

抵顶柱，一端通过弹性部件与所述操纵杆抵接；

挡位块，设有与所述抵顶柱相抵的中间挡位槽，由所述中间挡位槽朝左右两侧分别延伸形成有左侧斜面和右侧斜面，所述左侧斜面上设有左侧挡位槽，所述右侧斜面设有右侧挡位槽；以及

控制电路板，与所述驱动机构电连接且用于控制所述驱动机构动作。

进一步地，所述驱动机构包括：

电机驱动组件；

螺杆，由所述电机驱动组件驱使转动；以及

升降杆，外套于所述螺杆上且与所述螺杆螺纹传动；所述操纵杆支撑于所述升降杆上且与所述升降杆转动连接。

进一步地，所述电机驱动组件包括升降电机、与所述升降电机输出轴连接的主动轮和与所述主动轮通过皮带传动的从动轮，所述螺杆与所述从动轮连接且同轴转动。

进一步地，所述操纵杆的表面形成有沿其径向延伸的套筒，所述弹性部件和所述抵顶柱均设于所述套筒中。

进一步地，所述中间挡位槽、所述左侧挡位槽和所述右侧挡位槽的槽面均为光滑曲面，所述抵顶柱的与所述中间挡位槽相抵接的一端为光滑曲面。

进一步地，所述中间挡位槽、所述左侧挡位槽和所述右侧挡位槽中均分别设有降噪块。

进一步地，所述左侧挡位槽的数量设为1或2，所述右侧挡位槽的数量设为1或2。

进一步地，所述面板上还设有与所述控制电路板电连接的P挡按钮。

进一步地，所述面板上设有挡位字符，所述挡位字符包括用于表示R挡的字符R、用于表示N挡的字符N和用于表示D挡的字符D。

进一步地，所述控制电路板上包括与所述旋钮通讯连接的移动通信模块、与所述移动通信模块通讯连接的整车控制器和与所述整车控制器通讯连接的处理芯片，所述处理芯片与所述驱动机构通讯连接。

本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的有益效果：

本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器，其旋钮可在操纵杆的传动作用下，经由驱动机构驱动而自由升降，当整车上电时，控制电路板将控制驱动机构执行上升动作，直至旋钮上升到设定位置；当整车下电时，控制电路板将控制驱动机构执行下降动作，直至旋钮下降到设定位置；这样，其旋钮能够实现车辆在起动和停车时的自动升降动作，提升了驾驶的仪式感，同时避免在自动驾驶模式下被误操作的情况，避免了旋钮被撞坏和意外安全事故的发生。此外，其通过抵顶柱、中间挡位槽、左侧斜面、右侧斜面、左侧挡位槽和右侧挡位槽的结构配合，实现了自复位式的换挡操作，换挡操作方便，适应了未来整车自动驾驶的需求，提升了驾驶的科技感。

附图说明

图1是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的立体结构示意图；

图2是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的另一立体结构示意图；

图3是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的挡块的结构示意图；

图4是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的面板、旋钮及壳体在旋钮上升时的结构示意图；

图5是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的面板、旋钮及壳体在旋钮下降时的结构示意图；

图6是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的面板的结构示意图；

图7是本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器的控制电路板的控制原理结构简图。

附图标记说明：

10	升降复位式旋钮换挡器	11	壳体	12	面板
						13	旋钮	14	挡位字符	15	驱动机构
16	操纵杆	17	抵顶柱	18	挡位块
						191	中间挡位槽	181	左侧斜面	182	右侧斜面
192	左侧挡位槽	193	右侧挡位槽	151	电机驱动组件
						152	螺杆	1511	升降电机	1512	主动轮
1513	从动轮	183	顶壁	184	左侧壁
						185	右侧壁	186	左限位条	187	右限位条
20	套筒	21	降噪块	111	上壳
						112	下底壳	22	移动通信模块	23	整车控制器
24	处理芯片	1514	皮带	153	升降杆
						121	P挡按钮

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1～7所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图4所示，本实用新型提供了升降复位式旋钮换挡器10，其作为一种新的电子换挡操纵型式，较传统换挡有革命性的变化。为提升前瞻技术特点及提升仪式感，升降复位式旋钮换挡器10在原有的型式上增加上升下降功能，以在车辆起动及停车时实现升降动作，以提升仪式感；同时，为适应未来整车自动驾驶等需求，旋钮13需要具备自动挡位切换功能。具体地，

其包括壳体11、与壳体11连接的面板12，以及设于面板12上且能够转动上升和下降的旋钮13；壳体11中设有：

驱动机构15；

操纵杆16，由驱动机构15驱动以实现自由升降；旋钮13设于操纵杆16的顶端；

抵顶柱17，一端通过弹性部件与操纵杆16抵接；

挡位块18，设有与抵顶柱17相抵的中间挡位槽191，由中间挡位槽191朝左右两侧分别延伸形成有左侧斜面181和右侧斜面182，左侧斜面181上设有左侧挡位槽192，右侧斜面182设有右侧挡位槽193；其中，当抵顶柱17与中间挡位槽191相抵时，车辆处于自动驾驶的稳定状态，该位置为旋钮13的初始稳态位置；而当需要变换挡位时，旋钮13可以往左或往右转动，使抵顶柱17与左侧挡位槽192或右侧挡位槽193相抵，抵顶柱17与左侧挡位槽192或右侧挡位槽193相抵的位置均为非稳态位置，即当用户扭动旋钮13到非稳态位置时，系统会切换成相应的挡位，而用户释放旋钮13后，旋钮13会自动恢复到初始稳态位置，这是因为当抵顶柱17在弹性部件作用下，抵顶于左侧斜面181或右侧斜面182时，抵顶柱17的抵顶力会产生沿斜面方向的分力，而在该分力的作用下，抵顶柱17会恢复到初始稳态位置，因此，该种旋钮13只有一个初始稳态位置，而在换挡进入非稳态位置后，又会自动恢复到初始稳态位置的方式，称为自复位式；以及

控制电路板，与驱动机构15电连接且用于控制驱动机构15动作。

如图1至图4所示，本实用新型提供的升降复位式旋钮换挡器10，其旋钮13可在操纵杆16的传动作用下，经由驱动机构15驱动而自由升降，当整车上电时，控制电路板将控制驱动机构15执行上升动作，直至旋钮13上升到设定位置；当整车下电时，控制电路板将控制驱动机构15执行下降动作，直至旋钮13下降到设定位置；这样，其旋钮13能够实现车辆在起动和停车时的自动升降动作，提升了驾驶的仪式感，同时避免在自动驾驶模式下被误操作的情况，避免了旋钮13被撞坏和意外安全事故的发生。此外，其通过抵顶柱17、中间挡位槽191、左侧斜面181、右侧斜面182、左侧挡位槽192和右侧挡位槽193的结构配合，实现了自复位式的换挡操作，换挡操作方便，适应了未来整车自动驾驶的需求，提升了驾驶的科技感。

本实用新型关于自复位式换挡操作的具体实施如下：

如图1至图4所示，本实施例中，左侧挡位槽192的数量设为1或2，右侧挡位槽193的数量设为1或2。对于左侧挡位槽192和右侧挡位槽193的数量选择，可以根据实际的使用需求而设置。

具体地，本实施例以设置两个左侧挡位槽192和设置两个右侧挡位槽193为例：

1、旋钮13只允许有一个初始稳态位置，旋钮13往左及往右均可转动两个位置，共4个非稳态位置；

2、假设旋钮13处于初始稳态位置为N挡，N挡的左侧为R挡，N挡的右侧为D挡，当旋钮13往左或往右转至第一个非稳态位置时，挡位相应地切换到相邻挡位，例：当前挡位为N时，往左操作至第一个非稳态位置时进入R挡，往右操作至第一个非稳态位置时进入D挡；

3、当旋钮13往左或往右转至第二个非稳态位置时，挡位相应地切换了两个挡位。例：当前挡位为R时，往右旋转至第二个非稳态位置时进入D挡。当前挡位为D时，往左旋转至第二个非稳态位置时进入R挡。挡位的布置位置与挡位顺序对应；(需要说明的是，初始状态为非P挡时，挡位顺序切换为RND顺序排布。)

4、为了便于驾驶泊车，面板12上还设有与控制电路板电连接的P挡按钮121。当旋钮13处于其他任何挡位(R挡、N挡或D挡)时，按P挡按钮121，则进入P挡。当进入P挡时，则挡位顺序切换为RNPD顺序排布。

5、具体的换挡操作列表如下：

与R挡、N挡或D挡对应地，面板12上设有挡位字符14，挡位字符14包括用于表示R挡的字符R、用于表示N挡的字符N和用于表示D挡的字符D。

如图1至图4所示，关于驱动机构15的优选实施方式，驱动机构15包括：

电机驱动组件151；

螺杆152，由电机驱动组件151驱使转动；以及

升降杆153，外套于螺杆152上且与螺杆152螺纹传动；操纵杆16支撑于升降杆153上且与升降杆153转动连接。

这样，电机驱动组件151将驱使螺杆152转动，而升降杆153由于螺纹传动的作用将绕螺杆152转动上升或下降，升降杆153上升或下降的同时带着操纵杆16一起，直至到上升或下降到设定的高度，而当到达设定的高度后，操纵杆16还可相对于升降杆153转动，即旋钮13可以通过左右转动进行挡位的切换。

本实施例中，实现了将螺杆152的旋转运动向升降杆153直线运动的转化，当然，其他能够实现将旋转运动向直线运动转化的驱动机构15也是可以的，比如由电机、齿轮和齿条组成的驱动机构15，齿条与升降杆153连接一起。但是，本实施例中，优先采用电机驱动组件151和螺杆152的传动方式，传动效率高，传动比大。

细化地，如图1至图4所示，电机驱动组件151包括升降电机1511、与升降电机1511输出轴连接的主动轮1512和与主动轮1512通过皮带1514传动的从动轮1513，螺杆152与从动轮1513连接且同轴转动。这样，升降电机1511将带动主动轮1512转动，主动轮1512通过皮带1514带动从动轮1513，从动轮1513带动螺杆152转动。其中，主动轮1512可为小齿轮，从动轮1513可为大齿轮，小齿轮的齿数小于大齿轮的齿数。当然，主动轮1512和从动轮1513还可以直接外啮合传动，具体地，可根据壳体11内部的安装空间而定。而采用皮带1514传动，其布置容易，空间占用小，并且可以实现较大传动比传动；同时，皮带1514传动的运行噪音低，对NVH有利。

细化地，挡位块18的形状呈半包裹的“匚”状，挡位块18包括顶壁183，顶壁183的两端分别朝同一侧延伸形成左侧壁184和右侧壁185，中间挡位槽191设于顶壁183的中心，左侧斜面181由中间挡位槽191延伸到左侧壁184的内侧面，右侧斜面182由中间挡位槽191延伸到右侧壁185的内侧面。左侧壁184的内侧面上设有左限位条186，右侧壁185的内侧面上设有右限位条187，左限位条186和右限位条187用于限定抵顶柱17的转动范围，即用于限定旋钮13的转动范围，防止转动过度。

由于抵顶柱17是随着操纵杆16一起升降和进行转动换挡操作的，因此，为了便于使得抵顶柱17和操纵杆16保持相同的运动状态，具体地，操纵杆16的表面形成有沿其径向延伸的套筒20，弹性部件和抵顶柱17均设于套筒20中。细化地，弹性部件可为压缩弹簧。

为了使得抵顶柱17在中间挡位槽191、左侧挡位槽192和右侧挡位槽193之间进行的挡位切换更为顺畅，具体地，中间挡位槽191、左侧挡位槽192和右侧挡位槽193的槽面均为光滑曲面，抵顶柱17的与中间挡位槽191相抵接的一端为光滑曲面。

为了避免旋钮13在升降过程产生杂音，具体地，中间挡位槽191、左侧挡位槽192和右侧挡位槽193中均分别设有降噪块21。

综上所述，上述升降复位式旋钮换挡器10的换挡方式及升降功能要求如下：

1)旋钮13升降时间要求：为保证换挡操作的及时性，旋钮13上升与下降时间控制在1.5s以内；

2)为保证旋钮13上升与下降顺畅，旋钮13上升与下降力必须大于100N，以适应在极温环境下换挡器内部阻力变大的情况；

3)旋钮13升降过程中不允许有杂音，升降过程中噪音应控制在50dB以内；

4)面板12具备防泼溅功能，常见液体倾倒至面板12表面应不产生功能影响。

细化地，如图1至图4所示，壳体11由上壳111和下底壳112对接而成，面板12与上壳111连接。为了保证螺杆152在装配后的强度与公差，下底壳112采用铸铝结构并精加工，同时上壳111为减重降本需求，采用塑料结构。

如图1、图2、图3、图4和图7，关于旋钮13和控制电路板的具体控制原理为：控制电路板上包括与旋钮13通讯连接的移动通信模块22、与移动通信模块22通讯连接的整车控制器23和与整车控制器23通讯连接的处理芯片24，处理芯片24与驱动机构15通讯连接。

上述升降复位式旋钮换挡器10的具体换挡控制过程为：

1、整车上电(KL15)后，处理芯片24(MCU)收到整车控制器23(VCU)传来的整车信息，处理芯片24(MCU)给电机下达启动指令，电机执行启动工作，旋钮13执行上升动作，当旋钮13上升到设定位置时，换挡器识别位置后停止旋钮13上升；

2、旋钮13上升到位后，旋钮13通过旋转操作，通过移动通信模块22(GSM)向整车控制器23(VCU)发送换挡操纵指令；

3、整车控制器23(VCU)识别到旋钮13换挡操纵指令后，经综合判断整车状态(如车门信号、安全带信号、车速信号、制动踏板信号)后，将换挡操纵指令传达至处理芯片24(MCU)，处理芯片24(MCU)接收到信号后，判断电机状态后执行换挡操作；

4、整车下电(KL30)时，处理芯片24(MCU)收到整车控制器23(VCU)传来的整车信息，处理芯片24(MCU)给电机下达动作指令，旋钮13执行下降动作。当旋钮13下降到设定位置时，旋钮13停止下降。当整车处于自动驾驶或自动泊车状态时，旋钮13执行下降动作，以避免自动驾驶模式下被误操作，同时提供一种仪式感。此时整车挡位切换完全由整车控制，换挡器只负责显示整车实际挡位。当解除自动汽车或自动驾驶状态时，旋钮13能快速响应并上升。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，包括壳体、与所述壳体连接的面板，以及设于所述面板上且能够转动上升和下降的旋钮；所述壳体中设有：

驱动机构；

操纵杆，由所述驱动机构驱动以实现自由升降；所述旋钮设于所述操纵杆的顶端；

抵顶柱，一端通过弹性部件与所述操纵杆抵接；

挡位块，设有与所述抵顶柱相抵的中间挡位槽，由所述中间挡位槽朝左右两侧分别延伸形成有左侧斜面和右侧斜面，所述左侧斜面上设有左侧挡位槽，所述右侧斜面设有右侧挡位槽；以及

控制电路板，与所述驱动机构电连接且用于控制所述驱动机构动作。

2.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述驱动机构包括：

电机驱动组件；

螺杆，由所述电机驱动组件驱使转动；以及

升降杆，外套于所述螺杆上且与所述螺杆螺纹传动；所述操纵杆支撑于所述升降杆上且与所述升降杆转动连接。

3.如权利要求2所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述电机驱动组件包括升降电机、与所述升降电机输出轴连接的主动轮和与所述主动轮通过皮带传动的从动轮，所述螺杆与所述从动轮连接且同轴转动。

4.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述操纵杆的表面形成有沿其径向延伸的套筒，所述弹性部件和所述抵顶柱均设于所述套筒中。

5.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述中间挡位槽、所述左侧挡位槽和所述右侧挡位槽的槽面均为光滑曲面，所述抵顶柱的与所述中间挡位槽相抵接的一端为光滑曲面。

6.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述中间挡位槽、所述左侧挡位槽和所述右侧挡位槽中均分别设有降噪块。

7.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述左侧挡位槽的数量设为1或2，所述右侧挡位槽的数量设为1或2。

8.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述面板上还设有与所述控制电路板电连接的P挡按钮。

9.如权利要求1所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述面板上设有挡位字符，所述挡位字符包括用于表示R挡的字符R、用于表示N挡的字符N和用于表示D挡的字符D。

10.如权利要求1～9任一项所述的升降复位式旋钮换挡器，其特征在于，所述控制电路板上包括与所述旋钮通讯连接的移动通信模块、与所述移动通信模块通讯连接的整车控制器和与所述整车控制器通讯连接的处理芯片，所述处理芯片与所述驱动机构通讯连接。