CN213088735U - 电子换挡机构及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电子换挡机构及车辆，本实用新型所提供的电子换挡机构设于车辆上。该机构包括壳体、旋转轴和传感器，旋转轴设于壳体中，并具有可自行旋转归位的初始挡位，以及分设于所述初始挡位两侧、并带有阻滞感的切换挡位。换挡按键紧固于旋转轴上，在外力拨动下，换挡按键可驱使旋转轴旋转于初始挡位和切换挡位之间；传感器，构成对旋转轴挡位切换动作的检测，并将检测的信号传输至所述车辆的控制单元。本实用新型的电子换挡机构，提供了一种新型的电子换挡机构形式，可满足驾驶人员不同的换挡操作需求。

Description

电子换挡机构及车辆

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种电子换挡机构。本实用新型还涉及一种车辆。

背景技术

随着汽车技术的发展，自动挡的车辆普及率越来越高，电子换挡器被广泛应用于车辆控制中，通过对电子换挡器中换挡部件的不同挡位位置的检测，并将不同挡位的位置信号传输至车辆的控制单元，如燃油车辆的自动变速箱控制单元TCU，或新能源车辆上的车身控制模块BCM和整车控制器VCU等。从而使车辆了解驾驶员的换挡意图，并在控制单元的控制下切换至驻车(P)挡位、倒车(R)挡位、空挡(N)挡位或者、前进(D)挡位等挡位运行状态。

现有的电子换挡结构，大多采用拨杆、按键等形式，操作体验感比较单一，不能满足不同操作习惯和操作手感的要求，因而，迫切需要提供更多的电子换挡机构形式，以满足不同的市场需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电子换挡机构，以提供一种新型的电子换挡机构形式，从而满足驾驶人员不同的换挡操作需求。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电子换挡机构，设于车辆上，包括：

壳体；

旋转轴，设于所述壳体中，所述旋转轴具有可自行旋转归位的初始挡位，以及分设于所述初始挡位两侧、并带有阻滞感的切换挡位；

换挡按键，紧固于所述旋转轴上，于外力拨动下，所述换挡按键可驱使所述旋转轴旋转于所述初始挡位和所述切换挡位之间；

传感器，构成对所述旋转轴挡位切换动作的检测，并将检测的信号传输至所述车辆的控制单元。

进一步的，所述壳体包括底座和上基座，所述底座上构造有安装座，所述上基座上构造有上枢转销；所述旋转轴竖直插装于所述安装座上，并于所述旋转轴的顶部开设有上枢转孔所述上枢转销插装于所述上枢转孔内。

进一步的，所述换挡按键呈板状，并于所述换挡按键外露于所述壳体的部分构造有便于人手拨动的拨动凹面。

进一步的，所述旋转轴设于所述壳体的中央，所述拨动凹面为以所述壳体的中心线呈对称布置的两个。

进一步的，于所述旋转轴的外周面构造有凸起，所述换挡按键固装于所述凸起上。

进一步的，所述旋转轴的下部构造有向着所述底座的侧壁延伸的摆动部，所述摆动部的端部插装有可弹性伸缩的伸缩杆；所述底座的侧壁上设有斜面槽；因所述伸缩杆的弹性外伸，所述伸缩杆的外端可滑至所述斜面槽的底部，而可带动所述旋转轴自行归位至所述初始挡位。

进一步的，于所述摆动部的端部开设有伸缩杆孔，所述伸缩杆插装于所述伸缩杆孔内；所述伸缩杆孔的底部和所述伸缩杆之间安装有伸缩弹簧。

进一步的，所述伸缩杆孔的内壁和所述伸缩杆之间设有阻滞结构，所述阻滞结构与所述切换挡位相对应。

进一步的，于所述斜面槽中开设有与所述切换挡位对应的停顿凹槽，所述停顿凹槽构成所述旋转轴在所述切换挡位上的阻滞感。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的电子换挡机构，在壳体内设置可自由枢转的旋转轴，通过固装在旋转轴上的换挡按键来拨动旋转轴转动于各个不同的挡位之间，并利用传感器检测不同挡位的位置信号，以可获取驾驶人员的换挡意图；从而提供了一种新型的电子换挡机构形式，采用按压拨动的操作形式切换挡位，并可自行归位、且具有在不同挡位上的阻滞感，可满足驾驶人员不同的换挡操作需求。

(2)采用底座和上基座扣合组装的形式，便于旋转轴在壳体内的装配，在旋转轴的上下两端设置枢轴的轴销，为旋转轴在壳体内的自由枢轴提供了良好的条件。

(3)换挡按键采用板状结构，并在换挡按键的外露部分构造凹槽，在凹槽的侧壁上成型拨动凹面，可改善手指按压拨动的手感，从而提高操作舒适度。

(4)设置两个对称的拨动凹面，可便于对旋转轴进行正反双向的转动操作，从而为旋转轴的不同挡位的设置提供便利的条件。

(5)通过旋转轴外周面上的凸起固装换挡按键，实现换挡按键和旋转轴之间的固连，可使驱动连接稳定可靠，并便于两者之间的装配。

(6)在底座的侧壁构造斜面槽，通过摆动部端部的伸缩杆与斜面槽的倾斜侧壁之间的抵压，可产生驱使伸缩杆的外端滑入斜面槽底部的力，从而很好地实现了旋转轴自动归位至初始挡位的功能，结构便于构造，且性能稳定。

(7)采用伸缩弹簧实现伸缩杆在伸缩杆孔内的弹力伸缩，为伸缩杆的向外伸出提供了弹力，便于技术实现。通过在伸缩杆和伸缩杆孔之间设置阻滞结构的方式，可借助较少的阻滞结构数量，实现对旋转轴在正反两旋转方向上的不同挡位上的阻滞感。

(8)在斜面槽中的斜面上开设停顿凹槽，使伸缩杆的端部在通过该槽是被阻滞停顿，同样可获得良好的阻滞感。

(9)采用阻滞槽和阻滞柱相配合的形式，当阻滞柱的外端滑入阻滞槽时，旋转轴转动至对应的挡位，再行旋转离开该挡位时，旋转轴的外端需滑离阻滞槽，从而可产生阻滞感，提高了换挡的操作手感，且便于构造加工。

本实用新型的另一个目的在于提出一种车辆，具有控制单元，该所述车辆采用有本实用新型所述的电子换挡机构，所述电子换挡机构的传感器可将所述旋转轴于各所述挡位位置上的检测信号传输至所述控制单元。

相对于现有技术，本实用新型提出的车辆具有上述电子换挡机构所具备的技术优势。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图，是用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的电子换挡机构的整体外部结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述电子换挡机构局部的内部结构示意图；

图3为图2中A-A所示部位的剖面结构示意图；

图4为图3中B所示部位的局部放大图；

图5为本实用新型实施例所述的电子换挡机构在各不同挡位之间的切换示意图；

附图标记说明：

1-底座，100-斜面槽，101-安装孔，102-装配部，103-下枢转销，2-上基座， 201-卡装槽，202-上枢转销，3-盖板，4-功能按键；

5-换挡按键，501-拨动凹面，502-紧固件，6-电路板，601-传感器，602-插接端子，7-旋转轴，701-上枢转孔，702-下枢转孔，703-摆动部，704-伸缩杆孔， 705-第一阻滞槽，706-第二阻滞槽；

8-伸缩杆，801-弹簧腔，802-伸缩弹簧，803-阻滞柱孔，804-阻滞柱，805- 阻滞弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

此外，在本实用新型的描述中，涉及到的左、右、上、下等方位名词，是为了描述方便而基于图示状态下的用语，不应理解为构成对本实用新型结构的限定；提到的第一、第二、第三等也均是为了便于描述，而不能理解为指示或暗示相对的重要性。在本实用新型的实施例中所提到的控制单元是指燃油车辆的自动变速箱控制单元TCU，或新能源车辆上的车身控制模块BCM和整车控制器VCU等。本实用新型的换挡机构可以使用到上述的各类车辆中。

本实施例涉及一种电子换挡机构，提供了一种新型的电子换挡机构形式，可满足驾驶人员不同的换挡操作需求。该电子换挡机构设于车辆上，包括壳体、可枢转地设于壳体中的旋转轴、以及换挡按键和传感器。旋转轴可枢转地设于所述壳体中，且具有多个带有阻滞感的挡位，所述挡位包括所述旋转轴可自行归位的初始挡位。换挡按键固装于所述旋转轴上，并至少部分暴露于所述壳体外，在外力拨动下，所述换挡按键可驱使所述旋转轴枢转于各所述挡位之间。传感器构成对所述旋转轴于各所述挡位位置的检测，并将检测的信号传输至所述车辆的控制单元。

基于上述的总体结构原则，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实施例的电子换挡机构的一种示例性结构如图1和图2所示，其主要包括壳体、旋转轴7、换挡按键5和传感器601。

其中，壳体可采用上下分体的形式。如图3所示，壳体包括底座1和上基座2，底座1上构造有安装座，上基座2上构造有上枢转销202；旋转轴7竖直设于壳体内插装于安装座上。在旋转轴7的顶部和底部可以分别开设有上枢转孔701和下枢转孔702，在安装座上构造下枢转销103，下枢转销103插装于下枢转孔702内，上枢转销202插装于上枢转孔701内。采用底座1和上基座2 扣合组装的形式，便于旋转轴7在壳体内的装配，在旋转轴7的上下两端设置枢轴的轴销，为旋转轴7在壳体内的自由枢轴提供了良好的条件。

结合图1所示，在底座1的外部四周构造若干个安装孔101，以用于电子换挡机构在车辆上的安装固定；在底座1内部设有若干装配部102，以在壳体内安装固定电路板6、或用于上基座2在底座1上的安装。同时，在上基座2 的上部可以构造卡装槽201，电子换挡机构的外部装饰板等部件可以通过卡装形式安装在卡装槽201内。

如图2并图3所示，旋转轴7可枢转地设于壳体中，其具有多个带有阻滞感的切换挡位，包括旋转轴7可自行归位的初始挡位。实现旋转轴7自行归位的结构形式很多，在本实施例中，旋转轴7的下部构造有向着底座1的侧壁延伸的摆动部703，摆动部703的端部插装有可弹性伸缩的伸缩杆8。底座1的侧壁上设有斜面槽100；因伸缩杆8的弹性外伸，伸缩杆8的外端可滑至斜面槽 100的底部，而可带动旋转轴7自行归位至初始挡位。在底座1的侧壁构造斜面槽100，通过摆动部703端部的伸缩杆8与斜面槽100的倾斜侧壁之间的抵压，可产生驱使伸缩杆8的外端滑入斜面槽100底部的力，从而很好地实现了旋转轴7自动归位至初始挡位的功能，结构便于构造，且性能稳定。其中，为了降低斜面槽100和伸缩杆8之间的摩擦力，伸缩杆8的外端部优选加工成光滑的圆球面。斜面槽100可以是以壳体的中心线呈对称布置的“人”字形斜面槽。而当旋转轴7位于初始挡位时，摆动部703和伸缩杆8位于壳体的中心线上。

如图3并图4所示，为了便于技术实现，在摆动部703的端部开设有伸缩杆孔704，伸缩杆8插装于伸缩杆孔704内；伸缩杆孔704的底部和伸缩杆8 之间安装有伸缩弹簧802。采用伸缩弹簧802实现伸缩杆8在伸缩杆孔704内的弹力伸缩，为伸缩杆8的向外伸出提供了弹力。具体而言，还可在伸缩杆孔 704的底部加工径向尺寸和伸缩弹簧802相匹配的盲孔，在伸缩杆8的内部一端开设弹簧腔801，伸缩弹簧802的两端分别插入弹簧腔801和伸缩杆孔704 底部的盲孔中，使伸缩弹簧802的工作状态更为稳定。

对于各切换挡位的阻滞感的实现形式，同样很多，例如，可以在斜面槽100 中开设与切换挡位对应的停顿凹槽，停顿凹槽可以形成旋转轴7在切换挡位上的阻滞感。停顿凹槽开设在斜面槽中的斜面上，伸缩杆的端部在通过该槽是被阻滞停顿，可获得良好的阻滞感。当然，也可以在缩杆孔704的内壁和伸缩杆 8之间设置阻滞结构。

在本实施例中，如图4所示，伸缩杆孔704的内壁和伸缩杆8之间设有多个阻滞结构，各阻滞结构与各切换挡位相对应。通过在伸缩杆8和伸缩杆孔704 之间设置阻滞结构的方式，可借助较少的阻滞结构数量，实现对旋转轴7在正反两旋转方向上的不同切换挡位上的阻滞感。

基于上述的设置形式，该阻滞结构可这样设计实施，其包括开设在伸缩杆孔704内壁上的阻滞槽，以及可弹性伸缩地插装于伸缩杆8侧壁上的阻滞柱 804，伸缩杆8的侧壁上加工有阻滞柱孔803，阻滞柱804插装于阻滞柱孔803 内，在阻滞柱孔803内部安装有阻滞弹簧805，阻滞弹簧805提供可驱使阻滞柱804弹性伸出的作用力。当阻滞柱804的外端滑入阻滞槽内时，旋转轴7正好枢转至该阻滞结构对应的挡位上。采用阻滞槽和阻滞柱804相配合的形式，当阻滞柱804的外端滑入阻滞槽时，旋转轴7转动至对应的挡位，再行旋转离开该挡位时，旋转轴7的外端需滑离阻滞槽，从而可产生阻滞感，提高了换挡的操作手感，且便于构造加工。显然，优选地，阻滞柱804的外端表面加工为光滑的球面，阻滞槽采用形状和阻滞柱804的外端形状相适配的球状凹槽，且阻滞槽的边缘设置有圆弧倒角。

如图3、图4并结合图5所示，随着旋转轴7的转动，摆动部703及其伸缩杆8在斜面槽100中运动，到达切换挡位时形成阻滞停顿感；当松开换挡按键5时，由于斜面槽100的斜面抵压，旋转轴7自动回位到初始挡位，具有单稳态的特点。具体来说，阻滞槽可以设置两个，分别为第一阻滞槽705和第二阻滞槽706。当向着左侧按压拨动换挡按键5时，如图5中所示，旋转轴7逆时针旋转，旋转轴7由(O)的初始挡位可到达(L1)挡位，或者继续拨动按压进而到达(L2)挡位；当向着右侧按压拨动换挡按键5时，如图5中所示，旋转轴7顺时针旋转，旋转轴7由(O)的初始挡位到达(R1)挡位，或继续拨动按压到达(R2)挡位。其中，(L1)和(R1)挡位和第一阻滞槽705对应； (L2)和(R2)挡位和第二阻滞槽706对应。

如图2并图1所示，换挡按键5固装于旋转轴7上，并至少部分暴露于壳体外；当外力拨动换挡按键5时，换挡按键5可驱使旋转轴7枢转于各挡位之间。为改善手指按压拨动的手感，可将换挡按键5加工为板状，并在换挡按键5外露于壳体的部分构造出便于人手拨动的拨动凹面501。换挡按键5采用板状结构，并在换挡按键5的外露部分构造凹槽，在凹槽的侧壁上成型拨动凹面501，可提高人手的操作舒适度。

另外，旋转轴7优选设于壳体的中央，而拨动凹面501为以壳体的中心线呈对称布置的两个。设置两个对称的拨动凹面501，可便于对旋转轴7进行正反双向的转动操作，从而为旋转轴7的不同挡位的设置提供便利的条件。

对于换挡按键5在旋转轴7上的固装形式可灵活选择，例如，可在旋转轴 7的外周面构造凸起，将换挡按键5通过紧固件502固装于凸起上。通过旋转轴7外周面上的凸起固装换挡按键5，实现换挡按键5和旋转轴7之间的固连，可使驱动连接稳定可靠，并便于两者之间的装配。

为了实现对旋转轴7在不同挡位上的位置检测，电子换挡机构中设置有传感器601。在本实施例中，传感器601设置在摆动部703和底座1上，随摆动部703的摆动，传感器601可检测到旋转轴7不同的挡位位置。例如，可采用子弹头型的霍尔传感器，以检测摆动部703的不同摆动位置、或者摆动部703 上伸缩杆8的不同伸缩位置，并将检测的信号传输至车辆的控制单元，从而使车辆获知驾驶人员的换挡意图。

例如，车辆的控制单元可将前进挡D——空挡N——倒挡R的切换设置为一个具有前后次序的往复循环。初始挡位可对应车辆的空挡N，每向左操作到切换挡位(L1)时，车辆挡位先前变动一个；每向左操作到切换挡位(L2)时，车辆挡位先前变动两个。当前挡位为空挡N时，先前变动一个则到达前进挡D；当前挡位为倒挡R时，先前变动两个则同样可到达前进挡D。向右操作也采用同样的控制思路，在此不予赘述。

传感器601的线路可通过设置在底座1内的插接端子602与车辆的控制单元连通；在本实施例中，在底座1设有电路板6，电路板6与车辆的控制单元电性连接，同时电路板6和插接端子602之间插接连通，通过电路板6的中转，传感器601的信号传输至控制单元。

此外，电子换挡机构的上部可加装盖板3，以很好的遮盖上基座2的上枢转销202、以及换挡按键5的部分部位，以使机构的外观更为整洁；还可在机构上集成安装功能按键4，并通过电路板6实现功能按键4和控制单元的电连接。例如，功能按键4可以是用于控制车辆启停的一键启动按键，将其安装在上基座2的侧壁上，方便人手大拇指的按压操作。

本实施例所述的电子换挡机构以及采用上述的电子换挡机构的车辆，在壳体内设置可自由枢转的旋转轴7，通过固装在旋转轴7上的换挡按键5来拨动旋转轴7转动于各个不同的挡位之间，并利用传感器601检测不同挡位的位置信号，以可获取驾驶人员的换挡意图；从而提供了一种新型的电子换挡机构形式，采用按压拨动的操作形式切换挡位，并可自行归位、且具有在不同挡位上的阻滞感，可满足驾驶人员不同的换挡操作需求。

以上所述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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子换挡机构，设于车辆上，其特征在于包括：

壳体；

旋转轴(7)，设于所述壳体中，所述旋转轴(7)具有可自行旋转归位的初始挡位，以及分设于所述初始挡位两侧、并带有阻滞感的切换挡位；

换挡按键(5)，紧固于所述旋转轴(7)上，于外力拨动下，所述换挡按键(5)可驱使所述旋转轴(7)旋转于所述初始挡位和所述切换挡位之间；

传感器(601)，构成对所述旋转轴(7)挡位切换动作的检测，并将检测的信号传输至所述车辆的控制单元。

2.根据权利要求1所述的电子换挡机构，其特征在于：所述壳体包括底座(1)和上基座(2)，所述底座(1)上构造有安装座，所述上基座(2)上构造有上枢转销(202)；所述旋转轴(7)竖直插装于所述安装座上，并于所述旋转轴(7)的顶部开设有上枢转孔(701)所述上枢转销(202)插装于所述上枢转孔(701)内。

3.根据权利要求2所述的电子换挡机构，其特征在于：所述换挡按键(5)呈板状，并于所述换挡按键(5)外露于所述壳体的部分构造有便于人手拨动的拨动凹面(501)。

4.根据权利要求3所述的电子换挡机构，其特征在于：所述旋转轴(7)设于所述壳体的中央，所述拨动凹面(501)为以所述壳体的中心线呈对称布置的两个。

5.根据权利要求2所述的电子换挡机构，其特征在于：于所述旋转轴(7)的外周面构造有凸起，所述换挡按键(5)固装于所述凸起上。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的电子换挡机构，其特征在于：所述旋转轴(7)的下部构造有向着所述底座(1)的侧壁延伸的摆动部(703)，所述摆动部(703)的端部插装有可弹性伸缩的伸缩杆(8)；所述底座(1)的侧壁上设有斜面槽(100)；因所述伸缩杆(8)的弹性外伸，所述伸缩杆(8)的外端可滑至所述斜面槽(100)的底部，而可带动所述旋转轴(7)自行归位至所述初始挡位。

7.根据权利要求6所述的电子换挡机构，其特征在于：于所述摆动部(703)的端部开设有伸缩杆孔(704)，所述伸缩杆(8)插装于所述伸缩杆孔(704)内；所述伸缩杆孔(704)的底部和所述伸缩杆(8)之间安装有伸缩弹簧(802)。

8.根据权利要求7所述的电子换挡机构，其特征在于：所述伸缩杆孔(704)的内壁和所述伸缩杆(8)之间设有阻滞结构，所述阻滞结构与所述切换挡位相对应。

9.根据权利要求6所述的电子换挡机构，其特征在于：于所述斜面槽(100)中开设有与所述切换挡位对应的停顿凹槽，所述停顿凹槽构成所述旋转轴(7)在所述切换挡位上的阻滞感。

10.一种车辆，具有控制单元，其特征在于：该所述车辆采用有权利要求1-9中任一项所述的电子换挡机构，所述电子换挡机构的传感器(601)可将所述旋转轴(7)于各所述挡位位置上的检测信号传输至所述控制单元。

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