CN212899680U - 一种拨钮式换挡机构及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拨钮式换挡机构，用于线控换挡汽车，包括拨钮总成和底座总成，所述拨钮总成可扇形往复摆动的安装在所述底座总成上，所述拨钮总成包括拨钮主体和固定于所述拨钮主体上的第一磁性元件，所述底座总成包括座体、固定于所述座体上的第二磁性元件，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间产生磁力，使所述拨钮总成在外力作用下相对所述底座总成摆动实现换挡，在外力消除后由于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间的磁力而移动回复到初始位置。本实用新型还公开了一种拨钮式换挡系统，包括如上所述的拨钮式换挡机构以及检测装置。

Description

一种拨钮式换挡机构及系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种拨钮式换挡机构及系统。

背景技术

随着乘用车技术的发展，汽车的性能越来越优越，汽车产品和零部件的性能和功能也日趋成熟，轻量化和简易化成为汽车零部件设计和开发的新的目标，通过简易的结构设计达到更优的性能已成为现如今更看重的技术要求。

换挡器经历了手动换挡、自动换挡、电子换挡、线控换挡的变革，现有市场上的线控换挡器，有杆式、旋钮、拨钮和按键式等。上述方式的换挡器均有带复位功能的现有方案，但是现有的复位功能，都是通过子弹头、弹簧和挡位槽的机械复位结构实现复位的，在换挡时噪音较大，且尺寸大、结构复杂、成本高，使用时间长了还会造成机械磨损影响性能。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带复位功能且复位噪音低的拨钮式换挡机构及系统。

本实用新型提供一种拨钮式换挡机构，用于线控换挡汽车，包括拨钮总成和底座总成，所述拨钮总成可扇形往复摆动的安装在所述底座总成上，所述拨钮总成包括拨钮主体和固定于所述拨钮主体上的第一磁性元件，所述底座总成包括座体、固定于所述座体上的第二磁性元件，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间产生磁力，使所述拨钮总成在外力作用下相对所述底座总成摆动实现换挡，在外力消除后由于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间的磁力而移动回复到初始位置。

进一步地，所述第一磁性元件、所述第二磁性元件之间磁力方向与所述拨钮总成摆动平面相交，且所述第一磁性元件与所述第二磁性元件相对的磁极极性相反，使所述拨钮总成相对所述底座总成摆动后由于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间的吸力而移动回复到初始位置。

进一步地，所述第一磁性元件、所述第二磁性元件之间磁力方向与所述拨钮总成摆动平面平行，且所述第一磁性元件与所述第二磁性元件相对的磁极极性相同，使所述拨钮总成相对所述底座总成摆动后由于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间的斥力而移动回复到初始位置。

进一步地，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件沿所述拨钮总成摆动平面竖向排列。

进一步地，所述座体包括前限位块和后限位块，所述前限位块位于所述拨钮总成相对于所述底座总成顺时针摆动的轨迹上，所述后限位块位于所述拨钮总成相对于所述底座总成逆时针摆动的轨迹上，所述前限位块用以使所述拨钮总成顺时针摆动一定角度后不能继续顺时针旋转，所述后限位块用以使所述拨钮总成逆时针摆动一定角度后不能继续逆时针旋转。

进一步地，所述第二磁性元件包括第一磁铁和第二磁铁，所述第一磁铁固定于所述前限位块，所述第二磁铁固定于所述后限位块，所述第一磁铁、所述第二磁铁与所述第一磁性元件相对的磁极极性相同，使所述拨钮总成相对所述底座总成摆动后由于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间的斥力而移动回复到初始位置。

进一步地，所述第一磁铁、所述第二磁铁和所述第一磁性元件均沿所述拨钮总成摆动平面横向排列。

进一步地，所述拨钮主体包括手柄、转轴和摇臂，所述手柄与所述摇臂通过所述转轴连接，所述手柄前端外露于所述底座总成，所述手柄用以使人员能推动所述拨钮总成，所述摇臂容纳于所述底座总成，所述摇臂能跟随所述手柄绕所述转轴扇形摆动，所述第一磁性元件固定于所述摇臂上。

进一步地，所述转轴连接于所述底座总成，所述转轴前端设有轴承，所述轴承用以使所述拨钮主体能绕所述转轴旋转。

本实用新型还提供一种拨钮式换挡系统，包括如上所述的拨钮式换挡机构以及检测装置，所述检测装置通过霍尔传感器检测所述第一磁性元件位置，所述第一磁性元件位置包括初始位置、前第一位置、后第一位置，在所述第一磁性元件位置到达所述前第一位置时向前切换一个挡位，在所述第一磁性元件位置到达所述后第一位置时向后切换一个挡位。

本实用新型提供的拨钮式换挡机构通过多个磁铁之间的磁力作用提供换挡手感及实现换挡后的自动复位功能，换挡手感好，结构简单且没有机械磨损，成本低、噪音小、使用寿命长。又可通过改变磁铁大小、数量及位置调节换挡力的大小，达到最佳换挡手感。

附图说明

图1为本实用新型实施例拨钮式换挡机构及系统的立体示意图；

图2为图1所述拨钮式换挡机构的分解示意图；

图3为图1所述拨钮式换挡机构中拨钮总成的分解示意图；

图4为图1所述拨钮式换挡机构中侧面剖开的剖视图；

图5为图4所述拨钮式换挡机构在第一磁性元件与第二磁性元件为另一种排列方式时的剖视图；

图6为图1所述拨钮式换挡机构在第一磁性元件与第二磁性元件为另一种排列方式时正面剖开的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参考图1至图6，本实用新型实施例一种拨钮式换挡机构，用于线控换挡汽车，包括拨钮总成10和底座总成20。拨钮总成10包括拨钮主体11 和固定于拨钮主体11上的第一磁性元件12。底座总成20包括座体21、固定于座体21上的第二磁性元件22、P挡按键23、挡位显示装置24。拨钮总成 10可扇形往复摆动的安装在底座总成20上，座体21包括底板211和盖体212，底板211和盖体212之间形成空腔，拨钮总成10容纳于空腔中。

第一磁性元件12与第二磁性元件22之间有磁力作用，拨钮总成10具有初始位置和移动位置，拨钮总成10在磁力作用下位于初始位置，拨钮总成 10能在外力作用下克服磁力作用离开初始位置到达移动位置，拨钮总成10 能在没有外力作用时受磁力作用回到初始位置。

本实施例提供的拨钮式换挡机构通过多个磁铁之间的磁力作用提供换挡手感及实现换挡后的自动复位功能，换挡手感好，结构简单且没有机械磨损，成本低、噪音小、使用寿命长。

请参考图3，拨钮主体11包括手柄111、转轴112和摇臂113，转轴112 连接于底座总成20，转轴112前端设有轴承114，轴承114用以使拨钮主体 11能绕转轴112旋转。手柄111与摇臂113通过转轴112连接，手柄111前端外露于底座总成20，手柄111用以使人员能推动拨钮总成10克服磁力作用离开初始位置。摇臂113容纳于底座总成20，摇臂113能跟随手柄111绕转轴112扇形摆动，第一磁性元件12固定于摇臂113上。

请参考图4，拨钮总成10具有初始位置、前第一位置和后第一位置，拨钮总成10能在受外力作用下相对于底座总成20顺时针旋转到达前第一位置，拨钮总成10能在受外力作用下相对于底座总成20逆时针旋转到达后第一位置。盖体212包括前限位块213和后限位块214，前限位块213位于摇臂113 相对于底座总成20顺时针摆动的轨迹上，后限位块214位于摇臂113相对于底座总成20逆时针摆动的轨迹上。前限位块213用以使拨钮总成10位于前第一位置后不能继续顺时针旋转，后限位块214用以使拨钮总成10位于后第一位置后不能继续逆时针旋转。

第二磁性元件22包括第一磁铁221和第二磁铁222，第一磁铁221固定于前限位块213，第二磁铁222固定于后限位块214。第一磁铁221、第二磁铁222与第一磁性元件12极性相同且相互之间有斥力作用，第一磁铁221、第二磁铁222用以使拨钮总成10在没有外力作用下回到初始位置。

本实施例还提供一种拨钮式换挡系统，包括如上所述的拨钮式换挡机构以及检测装置(未画出)，检测装置包括PCB板(未画出)、连接于PCB板上的控制器(未画出)和位置传感器(未画出)。在本实施例中，位置传感器为霍尔传感器，通过感应周围磁场的变化来发出信号。PCB板固定在盖体 212侧壁，霍尔传感器数量为3个，安装位置与第一磁性元件12的初始位置、前第一位置、后第一位置一一对应。

霍尔传感器用以在第一磁性元件12位于初始位置、前第一位置和后第一位置时发出不同的信号，控制器与霍尔传感器相连，控制器用以根据现有挡位及霍尔传感器的信号来判断需要运行的挡位完成换挡操作。检测装置通过霍尔传感器检测第一磁性元件12位置，在第一磁性元件12位置到达前第一位置时向前切换一个挡位，在第一磁性元件12位置到达后第一位置时向后切换一个挡位。

在其他实施例中，霍尔传感器也可由光电开关、接近开关、接触开关等元件替代。也可以将位置传感器安装在前限位块213和后限位块214上，将第二磁性元件22安装在盖体212的侧壁上，第一磁性元件12、第二磁性元件22之间磁力方向与拨钮总成10摆动平面相交，且第一磁性元件12与第二磁性元件22相对的磁极极性相反，使拨钮总成10相对底座总成20摆动后由于第一磁性元件12与第二磁性元件22之间的吸力而移动回复到初始位置(参考图6所示)。第二磁性元件22还可安装在底板211上，第一磁性元件12、第二磁性元件22之间磁力方向与拨钮总成10摆动平面平行，且第一磁性元件12与第二磁性元件22相对的磁极极性相反，使拨钮总成10相对底座总成 20摆动后由于第一磁性元件12与第二磁性元件22之间的吸力而移动回复到初始位置(参考图5所示)。

P挡按键23、挡位显示装置24位于盖体212上表面，挡位显示装置24 包括多个依次排列的挡位图标，挡位图标包括R挡(倒车挡)、N挡(空挡)、 D挡(前进挡)，P挡按键23上设有挡位图标P挡(驻车挡)。刚启动车辆时，汽车在P挡，点火后，拨动拨钮总成10至任一位置，汽车即从P挡进入 N挡。之后逆时针拨动拨钮总成10至前第一位置，汽车从N挡进入R挡，松手回到初始位置，动作完成，汽车即在R挡。再顺时针拨动拨钮总成10至后第一位置，汽车从R挡进入N挡，松手回到初始位置，动作完成，汽车即在 N挡。继续顺时针拨动拨钮总成10至后第一位置，汽车从N挡进入D挡，松手回到初始位置，动作完成，汽车即在D挡。在R挡、N挡、D挡时，车速低于一个限定值时，按下P挡按键23，可以从R挡、N挡、D挡直接进入P挡。

P挡按键23可通过硅胶按键、接近开关等元件与控制器连接。P挡按键 23、挡位显示装置24在各个挡位图标下均设有背光灯，在各个挡位时，对应挡位的挡位图标亮起，提醒驾驶员现在的挡位。汽车仪表盘(未画出)上同样有挡位提示信息，显示现在挡位。在其他实施例中，各个挡位图标排列位置及换挡逻辑可根据实际情况设计，例如前第一位置是D挡，后第一位置是 R挡。

本实施例提供的拨钮式换挡机构通过多个磁铁之间的磁力作用提供换挡手感及实现换挡后的自动复位功能，换挡手感好，结构简单且没有机械磨损，成本低、噪音小、使用寿命长。又可通过改变磁铁大小、数量及位置调节换挡力的大小，达到最佳换挡手感。

在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。

在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。

在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种拨钮式换挡机构，用于线控换挡汽车，其特征在于，包括拨钮总成(10)和底座总成(20)，所述拨钮总成(10)可扇形往复摆动的安装在所述底座总成(20)上，所述拨钮总成(10)包括拨钮主体(11)和固定于所述拨钮主体(11)上的第一磁性元件(12)，所述底座总成(20)包括座体(21)、固定于所述座体(21)上的第二磁性元件(22)，所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)之间产生磁力，使所述拨钮总成(10)在外力作用下相对所述底座总成(20)摆动实现换挡，在外力消除后由于所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)之间的磁力而移动回复到初始位置。

2.如权利要求1所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述第一磁性元件(12)、所述第二磁性元件(22)之间磁力方向与所述拨钮总成(10)摆动平面相交，且所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)相对的磁极极性相反，使所述拨钮总成(10)相对所述底座总成(20)摆动后由于所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)之间的吸力而移动回复到初始位置。

3.如权利要求1所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述第一磁性元件(12)、所述第二磁性元件(22)之间磁力方向与所述拨钮总成(10)摆动平面平行，且所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)相对的磁极极性相同，使所述拨钮总成(10)相对所述底座总成(20)摆动后由于所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)之间的斥力而移动回复到初始位置。

4.如权利要求3所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)沿所述拨钮总成(10)摆动平面竖向排列。

5.如权利要求3所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述座体(21)包括前限位块(213)和后限位块(214)，所述前限位块(213)位于所述拨钮总成(10)相对于所述底座总成(20)顺时针摆动的轨迹上，所述后限位块(214)位于所述拨钮总成(10)相对于所述底座总成(20)逆时针摆动的轨迹上，所述前限位块(213)用以使所述拨钮总成(10)顺时针摆动一定角度后不能继续顺时针旋转，所述后限位块(214)用以使所述拨钮总成(10)逆时针摆动一定角度后不能继续逆时针旋转。

6.如权利要求5所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述第二磁性元件(22)包括第一磁铁(221)和第二磁铁(222)，所述第一磁铁(221)固定于所述前限位块(213)，所述第二磁铁(222)固定于所述后限位块(214)，所述第一磁铁(221)、所述第二磁铁(222)与所述第一磁性元件(12)相对的磁极极性相同，使所述拨钮总成(10)相对所述底座总成(20)摆动后由于所述第一磁性元件(12)与所述第二磁性元件(22)之间的斥力而移动回复到初始位置。

7.如权利要求6所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述第一磁铁(221)、所述第二磁铁(222)和所述第一磁性元件(12)均沿所述拨钮总成(10)摆动平面横向排列。

8.如权利要求1至7中任一所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述拨钮主体(11)包括手柄(111)、转轴(112)和摇臂(113)，所述手柄(111)与所述摇臂(113)通过所述转轴(112)连接，所述手柄(111)前端外露于所述底座总成(20)，所述手柄(111)用以使人员能推动所述拨钮总成(10)，所述摇臂(113)容纳于所述底座总成(20)，所述摇臂(113)能跟随所述手柄(111)绕所述转轴(112)扇形摆动，所述第一磁性元件(12)固定于所述摇臂(113)上。

9.如权利要求8所述的拨钮式换挡机构，其特征在于，所述转轴(112)连接于所述底座总成(20)，所述转轴(112)前端设有轴承(114)，所述轴承(114)用以使所述拨钮主体(11)能绕所述转轴(112)旋转。

10.一种拨钮式换挡系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的拨钮式换挡机构以及检测装置，所述检测装置通过霍尔传感器检测所述第一磁性元件(12)位置，所述第一磁性元件(12)位置包括初始位置、前第一位置、后第一位置，在所述第一磁性元件(12)位置到达所述前第一位置时向前切换一个挡位，在所述第一磁性元件(12)位置到达所述后第一位置时向后切换一个挡位。

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