CN214743264U - 一种旋钮式电子换挡器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种旋钮式电子换挡器和车辆，其中，旋钮式电子换挡器包括旋钮组件、传感组件、挡位转动块和挡位推杆组件，旋钮组件包括旋钮和固定于旋钮下方的旋转轴，挡位转动块套设并固定于旋转轴，且挡位转动块一侧设有摆动凸块，摆动凸块的外端面为波形曲面，挡位推杆组件包括导向套筒、压缩弹簧及滑动安装于导向套筒内的推杆，推杆一端设有用于抵接至波形曲面的滚轮，传感组件用于根据旋转轴的转动角度输出相应的换挡信号给车辆控制器；本实用新型中，通过压缩弹簧推动滚轮抵接波形曲面实现转动阻力，在旋钮扭动时，滚轮与挡位转动块间通过波形曲面进行滚动配合，减小了旋钮操作所产生的噪音，具有更高的旋钮操作品质感。

Description

一种旋钮式电子换挡器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆换挡器技术领域，尤其涉及一种旋钮式电子换挡器和车辆。

背景技术

随着车辆行业的发展，消费者对于车内控制结构的舒适性要求日渐提高，旋钮式电子换挡器是一种提升换挡体验的新型换挡机构，通常具有能够旋转的旋钮，旋钮旋转至不同的刻度则对应不同的挡位，通过旋转旋钮即可实现车辆挡位的切换。

现有技术中，一种旋钮式电子换挡器包括用于换挡的旋钮和换挡器本体，旋钮在转动后会带动感应磁铁转动，旋钮旋转至某一位置时，霍尔传感器在感应磁场的作用下确定旋钮的位置，并向外发出相应的位置信号及挡位请求信号，从而切换至旋钮对应的挡位。其中，旋钮仅有一个稳态位置和非稳态位置(即挡位位置)，旋钮下端设有的子弹头组件。旋钮在转动的过程中，通过弹簧推动子弹头组件抵接在挡位槽滑动，从而提供转动阻尼以及稳态位置，实现换挡过程。

由于旋钮下端的子弹头组件沿旋钮轴线布置，导致在旋转旋钮的过程中，子弹头头部与挡位槽之间为直接接触摩擦，尤其是在快速回位时，子弹头头部与挡位槽之间快速摩擦产生冲击噪音。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旋钮式电子换挡器和车辆，以解决现有技术中，旋钮式电子换挡器在转动过程中噪音大影响操作品质的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种旋钮式电子换挡器，包括：

旋钮组件，所述旋钮组件包括旋钮和固定于所述旋钮下方的旋转轴；

挡位转动块，所述挡位转动块套设并固定于所述旋转轴，且所述挡位转动块的一侧设有摆动凸块，所述摆动凸块的外端面为波形曲面；

挡位推杆组件，所述挡位推杆组件包括导向套筒、压缩弹簧以及滑动安装于所述导向套筒内的推杆，所述推杆的一端设有用于抵接至所述波形曲面的滚轮；

传感组件，用于根据所述旋转轴的转动角度输出对应的换挡信号至车辆根控制器。

进一步地，所述波形曲面和/或所述滚轮的端面设有软胶结构。

进一步地，所述推杆的轴线垂直于所述旋转轴的轴线。

进一步地，所述挡位推杆组件还包括活动安装于所述导向套筒端部的弹簧调节结构，所述压缩弹簧的一端抵接于所述推杆，所述压缩弹簧的另一端抵接于所述弹簧调节结构。

进一步地，所述弹簧调节结构的一端插入所述导向套筒，且所述弹簧调节结构和所述导向套筒通过螺纹配合固定，所述弹簧调节结构的另一端设有调节旋钮。

进一步地，所述推杆的一端设有滚轮架，所述滚轮架上设有与所述旋转轴平行的固定轴，所述滚轮滑动安装于所述固定轴；所述推杆的另一端设有可供所述压缩弹簧端部置入的盲孔。

进一步地，所述波形曲面上设有多个凹陷，所述滚轮进入所述凹陷后构成所述旋钮组件的非稳态位置。

进一步地，所述旋钮式电子换挡器还包括壳体、封装于所述壳体上端的面板和封装于所述壳体下端的后盖，所述旋钮组件安装于所述壳体内，所述挡位推杆组件固定于所述后盖。

进一步地，所述旋钮式电子换挡器还包括套设并固定于所述旋转轴的挡位齿轮，以及与所述挡位齿轮啮合的感应齿轮，所述感应齿轮的上端安装有感应永磁铁。

还提供一种车辆，包括上述的旋钮式电子换挡器，所述传感组件与所述车辆控制器连接，以使所述车辆控制器根据所述传感组件输出的换挡信号执行相应的换挡操作。

进一步地，所述旋转轴的转动角度包括与驻车挡对应的第一转动角度、与倒车挡对应的第二转动角度、与空挡对应的第三转动角度、与前进挡对应的第四转动角度。

本实用新型提供的旋钮式电子换挡器和车辆的有益效果在于：

采用本实用新型中的旋钮式电子换挡器，用户以一定力度扭动旋钮，旋转轴上的挡位转动块随之转动，挡位转动块一侧的摆动凸块以旋转轴为轴线摆动，从而使推杆一端的滚轮抵接在波形曲面上滚动，由于推杆受到压缩弹簧的推力且被限制在导向套筒内伸缩，使得滚轮对波形曲面具有一定的压迫力，构成了摆动凸块的转动阻力，最终体现为旋钮的操作阻力，使得旋钮停在对应位置，此时旋转轴转动到一定角度，传感组件检测到旋转轴的转动角度后，输出对应的挡位信号至车辆控制器，车辆控制器根据接收到的挡位信号执行对应的换挡操作。在旋钮扭动过程中，滚轮与挡位转动块之间通过波形曲面进行滚动配合，减小了需要换挡时进行旋钮操作所产生的噪音，具有更高的旋钮操作品质感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中的旋钮式电子换挡器的内部剖视示意图；

图2为本实用新型中的旋钮式电子换挡器的立体结构示意图；

图3为本实用新型中的旋钮式电子换挡器的整体示意图。

其中，图中各附图标记：

1-旋钮；2-上轴套；3-感应永磁铁；4-感应齿轮；5-挡位齿轮；6-挡位转动块；61-摆动凸块；

7-旋转轴；8-下轴套；9-壳体螺钉；10-面板；11-电路组件；12-壳体；13-导向套筒；14-弹簧调节结构；15-压缩弹簧；

16-滚轮；161-滚轮架；162-推杆；17-套筒支架；18-小螺钉；19-后盖。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，现对本实施例中提供的一种旋钮式电子换挡器进行说明。旋钮式电子换挡器包括旋钮组件、挡位转动块6以及挡位推杆组件。其中，旋钮组件包括旋钮1和固定于旋钮1下方的旋转轴7。挡位转动块6套设并固定在旋转轴7上，挡位转动块6的一侧设有摆动凸块61，摆动凸块61的外端面为波形曲面。挡位推杆组件包括导向套筒13、压缩弹簧15以及滑动安装于导向套筒13内的推杆162，推杆162的一端设有滚轮16，在压缩弹簧15的作用下，滚轮16抵接至波形曲面，并能够沿波形曲面滚动。传感组件用于根据旋转轴7的转动角度输出对应的换挡信号至车辆控制器，以使车辆控制器根据接收到的换挡信号执行对应的换挡操作，其中，传感组件包括霍尔传感器和电路板，霍尔传感器通过电路板与车辆控制器连接，以传输挡位信号。

在需要换挡时，扭动旋钮1带动旋转轴7转动，此时安装在旋转轴7上的挡位转动块6随之转动，带动摆动凸块61以旋转轴7为轴线摆动。在摆动凸块61的摆动过程中，滚轮16抵接在波形曲面上滚动，由于推杆162受到压缩弹簧15的推力，并且被限制在导向套筒13内伸缩，使得滚轮16对波形曲面具有一定的压迫力，在转动的过程中构成了摆动凸块61的转动阻力，最终体现为旋钮1的操作阻力。即滚轮16在波形曲面的不同位置时，压缩弹簧15产生不同的作用力，使旋钮1受到一定的回复力，形成旋钮的操作阻力。因此，通过在波形曲面上对应的位置设置不同的曲率，使得旋钮1在波形曲面滚动时具有不同的操作阻力，从而可实现操作时在旋钮1的特定旋转角度上增加或减少操作阻力，以使旋钮1停止在对应的位置，此时旋转轴7具有一定的转动角度，霍尔传感器检测旋转轴7的转动角度并输出对应的挡位信号至车辆控制器，车辆控制器接收到换挡信号后根据挡位信号执行对应的换挡操作，从而实现挡位切换，这提高了旋钮1的旋转定位手感。

从上述过程可以看出，采用本实施例中的旋钮式电子换挡器，由于通过弹簧推动滚轮16抵接摆动凸块61的外端面实现转动阻力，滚轮16与挡位转动块6之间通过波形曲面进行滚动配合，相比直接的接触摩擦所产生的噪音较小，降低了噪音污染，同时还有更为顺滑的手感，能够改善旋钮1的操作手感，具有更高的操作品质感。此外，推杆162从侧面抵接摆动凸块61，无需与旋转轴7轴向布置，因此整个旋钮式电子换挡器在轴向占据的空间较小，更有利于优化车内空间。

进一步地，本实施例中的波形曲面和滚轮16的端面均设有特定材料、硬度的软胶结构，以降低波形曲面和滚轮16二者在滚动摩擦时的噪音和冲击。在其他的实施例中，也可以仅在波形曲面设置软胶结构，滚轮16对应设置为其他结构，或者可以仅在滚轮16的端面设置软胶结构，波形曲面对应设置为其他结构，达到降低噪音和冲击的目的即可。

进一步地，本实施例中的推杆162轴线垂直于旋转轴7轴线，从径向抵接摆动凸块61，有利于优化空间和力学传递路径，确保滚轮16能够紧贴在摆动凸块61的外端面(即波形曲面)，并将压缩弹簧15提供的压力以转动阻力的方式传递至摆动凸块61。

进一步地，本实施例中的挡位推杆组件还包括弹簧调节结构14，弹簧调节结构14活动安装于导向套筒13的端部，并且弹簧调节结构14能够调整自身相对导向套筒13的位置。压缩弹簧15的一端抵接于推杆162，压缩弹簧15的另一端抵接于弹簧调节结构14，通过调节弹簧调节结构14的位置，即可改变压缩弹簧15的压缩行程。

如图1和图2中所示，当弹簧调节结构14向右侧调节位置，则相当于减小压缩弹簧15的压缩，降低压缩弹簧15提供的弹力，最终体现在旋钮1上的效果为旋转阻尼变小；当弹簧调节结构14向左侧调节位置，则相当于增大压缩弹簧15的压缩，提高压缩弹簧15提供的弹力，最终体现在旋钮1上的效果为旋转阻尼增加。换而言之，本实施例中的旋钮式电子换挡器可以通过调整调节弹簧调节结构14的位置改变旋钮1的旋转阻力，能够方便的提供不同的旋钮1操作力，无需拆卸、更换结构，调整过程简单、成本低。

进一步地，本实施例中的弹簧调节结构14的一端插入导向套筒13，且弹簧调节结构14和导向套筒13二者通过螺纹配合固定，弹簧调节结构14的另一端设有调节旋钮1。通过转动调节旋钮1，带动整个弹簧调节结构14转动，进而通过螺纹配合旋入或旋出导向套筒13，也即改变弹簧调节结构14相对导向套筒13的位置，实现改变压缩弹簧15的弹力。在其他的实施例中，弹簧调节结构14也可以通过其他方式实现位置可调，例如在导向套筒13内设置多个沿导向套筒13轴向排列的孔，弹簧调节结构14的一端插入导向套筒13并且设置球头柱塞，通过卡入不同位置的孔改变弹簧调节结构14相对导向套筒13的位置。

进一步地，本实施例中的推杆162的一端设有滚轮架161，推杆162的另一端设有可供压缩弹簧15端部置入的盲孔。在滚轮架161上设有与旋转轴7平行的固定轴，滚轮16滑动安装于固定轴。压缩弹簧15的端部抵接在盲孔底壁，向推杆162施加推力，推力通过滚轮架161传递至固定轴上，最终传递至滚轮16上，使滚轮16抵接至波形曲面。由于固定轴与旋转轴7平行，能够保证滚轮16始终在与旋转轴7平行的方向上转动，并与摆动凸块61接触并提供转动阻力。

进一步地，波形曲面上设有多个凹陷，滚轮16进入凹陷构成旋钮组件的非稳态位置，即对应的挡位。例如，本实施例中的波形曲面具有四个凹陷，对应旋钮1左转和右转的总计四个非稳态位置。当用户旋转旋钮1至四个非稳态位置中的任一位置时，滚轮16进入波形曲面上的一凹陷内，此时无论正向还是逆向继续转动，由于波形曲面曲率的变化会使得阻力增加，用户转动时能够明显感觉到限位手感，以提示已经转动到位。

进一步地，如图1和图3所示，本实施例中的旋钮式电子换挡器还包括壳体12、封装于壳体12上端的面板10和封装于壳体12下端的后盖19。旋钮组件安装于壳体12，旋转轴7通过上轴套2固定于壳体12，通过下轴套8固定于后盖19，上轴套2和下轴套8与旋转轴7之间构成间隙配合。旋钮1外露在壳体12上端。挡位推杆组件固定于后盖19，其中，导向套筒13固定在套筒支架17上，套筒支架17通过小螺钉18固定至后盖19。在面板10上设有对应挡位的指示图形，例如英文字母：P、N、R、D等。壳体12通过下端设置的壳体螺钉9固定在车内的其他结构上。

进一步地，旋钮式电子换挡器还包括位于壳体12内的电路组件11(即PCB组件)，电路组件11位于挡位齿轮5上方，霍尔传感器可以设置在电路组件11下端面对应感应永磁铁3的位置，以检测感应永磁铁3的转动角度。

进一步地，本实施例中的旋钮式电子换挡器还包括套设并固定于旋转轴7的挡位齿轮5，以及与挡位齿轮5啮合的感应齿轮4，感应齿轮4上端安装有感应永磁铁3。在旋转轴7转动的过程中，挡位齿轮5带动感应齿轮4转动，感应永磁铁3随之转动，通过霍尔传感器可检测感应永磁铁3的转动角度，并将感应永磁铁3的转动角度转换为换挡的电信号，进行对应的换挡操作。

本实施例中的旋钮式电子换挡器的工作原理：采用本实施例中的旋钮式电子换挡器进行换挡操作时，用户扭动旋钮1，旋转轴7转动时带动挡位齿轮5和摆动凸块61转动，挡位齿轮5带动感应齿轮4转动，通过电路组件11设置的霍尔传感器检测到感应齿轮4上端的感应永磁铁3角度，输出对应的换挡电信号，执行对应的换挡操作完成换挡。在转动旋钮1过程中，挡位推杆组件中的压缩弹簧15推动推杆162在导向套筒13中伸缩，使滚轮16抵接在摆动凸块61的波形曲面上，将压缩弹簧15提供的弹力转化为摆动凸块61的转动阻力，最终体现为旋钮1的转动阻力。滚轮16与波形曲面之间为滚动摩擦，而且采用软胶结构后可以进一步降低了冲击摩擦，通过设置波形曲面的凹陷改变局部曲率以实现旋钮1的非稳态位置，使得旋钮在转动具有较小的冲击噪音，最终使得旋钮1转动时具有更顺滑的定位手感。此外，通过转动弹簧调节结构14的调节旋钮1，还可以快捷、低成本的改变旋钮1的转动阻力，优化用户操作体验。

此外，由于推杆162的伸缩行程方向与旋转轴7垂直，使得整个挡位推杆组件可以设置在旋转轴7的一侧，减少了整个旋钮式电子换挡器的轴向空间，更有利于优化车内空间。

在一实施例中，提供一种车辆，该车辆包括上述的旋钮式电子换挡器，传感组件与车辆控制器连接，车辆控制器根据传感组件的换挡信号执行对应的换挡操作。其中，传感组件包括霍尔传感器和电路板，霍尔传感器通过电路板与车辆控制器连接，以传输换挡信号。在车辆行驶过程中，如果需要换挡，用户直接扭动旋钮1带动旋转轴7转动，当旋转轴7的转动角度为预设的转动角度时，霍尔传感器检测到旋钮式电子换挡器中旋转轴7的转动角度之后，通过电路板输出换挡信号至车辆控制器，车辆控制器根据接收到的换挡信号执行换挡操作。

霍尔传感器可以设置在电路组件11下端面对应感应永磁铁3的位置，以检测感旋转轴7的转动角度，在车辆需要换挡时，通过扭动旋钮式电子换挡器的旋钮1，旋转轴7转动时带动挡位齿轮5和摆动凸块61转动，挡位齿轮5带动感应齿轮4转动，并将感应永磁铁3的转动角度转换为换挡的电信号，车辆根据换挡的电信号执行相应的换挡操作；在旋转轴7转动的过程中，挡位转动块随之转动并带动摆动凸块61以旋转轴7为轴线摆动，滚轮16受推杆162的推动对波形曲面具有一定的压迫力，在波形曲面上对应旋转轴7预设转动角度的各个位置设置不同的曲率，即可实现在旋转轴7转动至预设转动角度后，继续转动或者反向转动时增加或减少操作阻力，通过转动阻力的突变提示驾驶员已经旋转至某个挡位内，驾驶员无需记忆或者观察旋钮1的转动角度判断是旋转到位。

进一步地，旋转轴7的转动角度包括与驻车挡对应的第一转动角度、与倒车挡对应的第二转动角度、与空挡对应的第三转动角度和与前进挡对应的第四转动角度。其中，用户拧动旋钮1时，旋转轴7随着旋钮1的转动而转动，当旋转轴7的转动至第一转动角度时，霍尔传感器会检测到第一转动角度并输出驻车挡的挡位信号；旋转轴7的转动至第二转动角度时，霍尔传感器会检测到第二转动角度并输出倒车挡的挡位信号；旋转轴7的转动至第三转动角度时，霍尔传感器会检测到第三转动角度并输出空挡的挡位信号；旋转轴7的转动至第四转动角度时，霍尔传感器会检测到第四转动角度并输前进挡的挡位信号，以实现车辆挡位的切换。

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 (11)

1.一种旋钮式电子换挡器，其特征在于，包括：

旋钮组件，所述旋钮组件包括旋钮和固定于所述旋钮下方的旋转轴；

挡位转动块，所述挡位转动块套设并固定于所述旋转轴，且所述挡位转动块的一侧设有摆动凸块，所述摆动凸块的外端面为波形曲面；

挡位推杆组件，所述挡位推杆组件包括导向套筒、压缩弹簧以及滑动安装于所述导向套筒内的推杆，所述推杆的一端设有用于抵接至所述波形曲面的滚轮；

传感组件，用于根据所述旋转轴的转动角度输出相应的换挡信号给车辆控制器。

2.根据权利要求1所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述波形曲面和/或所述滚轮的端面设有软胶结构。

3.根据权利要求1所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述推杆的轴线垂直于所述旋转轴的轴线。

4.根据权利要求1所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述挡位推杆组件还包括活动安装于所述导向套筒端部的弹簧调节结构，所述压缩弹簧的一端抵接于所述推杆，所述压缩弹簧的另一端抵接于所述弹簧调节结构。

5.根据权利要求4所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述弹簧调节结构的一端插入所述导向套筒，且所述弹簧调节结构和所述导向套筒通过螺纹配合固定，所述弹簧调节结构的另一端设有调节旋钮。

6.根据权利要求5所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述推杆的一端设有滚轮架，所述滚轮架上设有与所述旋转轴平行的固定轴，所述滚轮滑动安装于所述固定轴，所述推杆的另一端设有可供所述压缩弹簧端部置入的盲孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述波形曲面上设有多个凹陷，所述滚轮进入所述凹陷后构成所述旋钮组件的非稳态位置。

8.根据权利要求1-6任一项所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述旋钮式电子换挡器还包括壳体、封装于所述壳体上端的面板和封装于所述壳体下端的后盖，所述旋钮组件安装于所述壳体内，所述挡位推杆组件固定于所述后盖。

9.根据权利要求8所述的旋钮式电子换挡器，其特征在于，所述旋钮式电子换挡器还包括套设并固定于所述旋转轴的挡位齿轮，以及与所述挡位齿轮啮合的感应齿轮，所述感应齿轮的上端安装有感应永磁铁。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的旋钮式电子换挡器，所述传感组件与所述车辆控制器连接，以使所述车辆控制器根据所述传感组件输出的换挡信号执行相应的换挡操作。

11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述旋转轴的转动角度包括与驻车挡对应的第一转动角度、与倒车挡对应的第二转动角度、与空挡对应的第三转动角度、与前进挡对应的第四转动角度。

Images