CN217951191U - 一种自动换挡结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换挡器领域，特别涉及一种自动换挡结构及车辆。自动换挡结构包括换挡摇臂、可变电阻机构、控制单元和壳体，所述换挡摇臂的中部与所述壳体可转动连接，所述换挡摇臂一端伸出所述壳体，所述换挡摇臂另一端位于所述壳体内，所述可变电阻机构和所述控制单元均设于所述壳体内；所述可变电阻机构包括滑片和电阻线圈，所述滑片和所述电阻线圈的两端均与所述控制单元电连接，所述滑片与所述电阻线圈滑动连接，且与所述换挡摇臂另一端连接；当所述换挡摇臂转动时，所述换挡摇臂另一端带动所述滑片在所述电阻线圈上滑动，所述控制单元用于获取所述可变电阻机构的阻值变化。自动换挡结构包括具有可靠性高，且电磁兼容性更好的优点。

Description

一种自动换挡结构及车辆

技术领域

本实用新型涉及换挡器领域，特别涉及一种自动换挡结构及车辆。

背景技术

在车辆技术领域，会使用电子换挡器进行更换挡位。电子换挡器一般是通过操作杆的拨动来碰触位于各个位置的感应器，由此通过各个感应器的信号对应各个挡位，利用电机驱动换挡机构，以带动拨叉拨动同步器齿套，从而使得同步器齿套与相应挡位的主动齿轮配合，实现换挡操作，电子换挡器的操作杆在每次拨动后其均复位至N位。现有技术中的电子换挡器，通过电磁传感器或光电传感器感应操作杆的动作，由于电磁传感器或光电传感器感具有受电磁干扰风险，使得电子换挡器的可靠性较差。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种自动换挡结构，以解决或部分解决现有的电子换挡器具有可靠性差的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种自动换挡结构，包括换挡摇臂、可变电阻机构、控制单元和壳体，所述换挡摇臂的中部与所述壳体可转动连接，所述换挡摇臂一端伸出所述壳体，所述换挡摇臂另一端位于所述壳体内，所述可变电阻机构和所述控制单元均设于所述壳体内；所述可变电阻机构包括滑片和电阻线圈，所述滑片和所述电阻线圈的两端均与所述控制单元电连接，所述滑片与所述电阻线圈滑动连接，且与所述换挡摇臂另一端连接；当所述换挡摇臂转动时，所述换挡摇臂另一端带动所述滑片在所述电阻线圈上滑动，所述控制单元用于获取所述可变电阻机构的阻值变化。

进一步的，所述换挡摇臂另一端设置圆环状的套接环，所述套接环套设在所述电阻线圈的外侧，所述滑片与所述套接环连接。

进一步的，所述电阻线圈呈弧形筒状结构。

进一步的，所述换挡摇臂另一端包括伸缩部，所述伸缩部能够在所述换挡摇臂一端转动形成弧形的半径方向上伸长或缩短，所述伸缩部与所述套接环连接。

进一步的，所述套接环的内壁设置有限位凸起，所述限位凸起伸向所述套接环中部的一端用于与所述电阻线圈接触。

进一步的，远离所述换挡摇臂一端的所述限位凸起包括贯通孔，所述滑片设于所述贯通孔内，所述滑片与所述电阻线圈接触。

进一步的，所述可变电阻机构还包括保持弹簧，所述保持弹簧的两端分别与所述换挡摇臂另一端和所述滑片固定连接，所述保持弹簧使得所述滑片与所述电阻线圈抵接。

进一步的，所述可变电阻机构还包括绝缘筒和设于所述绝缘筒两端的固定杆，所述绝缘筒和所述固定杆垂直且与所述固定杆的中部连接，所述电阻线圈套设于所述绝缘筒的外侧，所述固定杆的横截面为四边形，所述四边形至少具有一组对边不平行；所述壳体包括安装槽，所述固定杆适于插入所述安装槽内。

进一步的，所述控制单元用于获取所述可变电阻机构的电动势变化。

相对于现有技术，本实用新型所述的自动换挡结构具有以下优势：

本实用新型的自动换挡结构，当推动或拉动换挡摇臂转动时，换挡摇臂另一端带动滑片在电阻线圈上滑动，可变电阻机构的阻值会变化，控制单元通过获取可变电阻机构的阻值变化，可以获得驾驶员推动或拉动换挡摇臂的各个位置，从而确定驾驶员的换挡意图，相对于通过电磁传感器或光电传感器等感应操作杆的动作，通过可变电阻机构的阻值变化获得换挡摇臂的动作，可以降低了电磁干扰风险，可靠性高，且电磁兼容性更好，而且，还具有成本较低的优点。

本实用新型的另一目的在于提出一种车辆，以解决或部分解决现有的车辆电子换挡器具有可靠性差的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆，包括上述自动换挡结构。

所述车辆与上述自动换挡结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图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用于解释本实用新型，并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一种自动换挡结构立体图的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种自动换挡结构分解图的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的可变电阻机构和控制单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的第一壳体的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的第二壳体的结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的第一种换挡摇臂的结构示意图；

图7为本实用新型实施例所述的第二种换挡摇臂的结构示意图；

图8为图6中C部分另一角度放大图的结构示意图；

图9为本实用新型实施例所述的绝缘筒和固定杆的结构示意图；

图10为本实用新型实施例所述的P挡按键的结构示意图；

图11为本实用新型实施例所述的复位弹簧的结构示意图；

图12为图1中A-A剖视图的结构示意图；

图13为图1中B-B剖视图的结构示意图；

图14为本实用新型实施例所述的一种自动换挡结构的原理图。

附图标记说明：

10-换挡摇臂；11-套接环；12-伸缩部；13-限位凸起；131-贯通孔；14-握持部；15-第一杆状部；16-旋转部；161-限位槽；17-第二杆状部；

21-滑片；22-电阻线圈；221-第一引线；222-第二引线；23-保持弹簧；24-绝缘筒；25-固定杆；26-限位板；

30-控制单元；31-插件；

40-壳体；41-安装槽；42-第一凸起；43-第一开口；441-圆柱部；442-限位弧部；443-加强筋；451-板状限位部；452-容纳槽；461-卡接凸起；462-板状卡接部；463-卡接开口；47-安装孔；48-第二开口；491-第一壳体；492-第二壳体；

50-P挡按键；60-电极排线；70-复位弹簧；71-第一限位部；72-第二限位部。

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。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1，示出了本实用新型实施例的一种自动换挡结构立体图的结构示意图，自动换挡结构用于电子换挡器中。

参照图2，示出了本实用新型实施例的一种自动换挡结构分解图的结构示意图，自动换挡结构包括换挡摇臂10、可变电阻机构、控制单元30和壳体40，换挡摇臂10的中部与壳体40可转动连接，换挡摇臂10一端伸出壳体40，换挡摇臂10另一端位于壳体40内，可变电阻机构和控制单元30均设于壳体40内；可变电阻机构包括滑片21和电阻线圈22，滑片21和电阻线圈22的两端均与控制单元30电连接，滑片21与电阻线圈22滑动连接，且与换挡摇臂10另一端连接；当换挡摇臂10转动时，换挡摇臂10另一端带动滑片21在电阻线圈22上滑动，控制单元30用于获取可变电阻机构的阻值变化。

具体而言，换挡摇臂10为驾驶员操作的构件，当需要换挡时，驾驶员推动或拉动换挡摇臂10。

参照图3，示出了本实用新型实施例的可变电阻机构和控制单元30的结构示意图，可变电阻机构包括滑片21和电阻线圈22，滑片21和电阻线圈22相当于滑动变阻器中的滑片和电阻丝，当滑片21在电阻线圈22上滑动时，可变电阻机构相当于变值电阻机构。

滑片21通过电极排线60与控制单元30电连接，电阻线圈22的一端通过第一引线221与控制单元30电连接，电阻线圈22的另一端通过第二引线222与控制单元30电连接，控制单元30将滑片21和电阻线圈22接入电路，通过电压变化或电流变化，获取到滑片21在电阻线圈22上的位置，从而获得换挡摇臂10另一端的位置，得到驾驶员推动或拉动换挡摇臂10转动的各个位置。

壳体40用于保护可变电阻机构和控制单元30，以及保护滑片21与换挡摇臂10另一端的连接位置。参照图4和图5，分别示出了本实用新型实施例的第一壳体491和第二壳体492的结构示意图，第一壳体491的外周壁设置卡接凸起461，第二壳体492的外周壁设置板状卡接部462，板状卡接部462伸出第二壳体492的部分形成有卡接开口463。第一壳体491和第二壳体492相连接时，将板状卡接部462和卡接凸起461一一对准，而后用力将第一壳体491和第二壳体492相向移动，卡接凸起461推动板状卡接部462向第二壳体492的外侧移动，直至卡接凸起461卡入到卡接开口463内，板状卡接部462几乎恢复到初始位置，第一壳体491和第二壳体492完成连接。

本实用新型实施例的自动换挡结构，当推动或拉动换挡摇臂10转动时，换挡摇臂10另一端带动滑片21在电阻线圈22上滑动，可变电阻机构的阻值会变化，控制单元30通过获取可变电阻机构的阻值变化，可以获得驾驶员推动或拉动换挡摇臂10的各个位置，从而确定驾驶员的换挡意图，相对于通过电磁传感器或光电传感器等感应操作杆的动作，通过可变电阻机构的阻值变化获得换挡摇臂10的动作，可以降低了电磁干扰风险，可靠性高，且电磁兼容性更好，而且，还具有成本较低的优点。

参照图6，示出了本实用新型实施例的第一种换挡摇臂10的结构示意图，换挡摇臂10另一端设置圆环状的套接环11，进一步的参照图12和图13，套接环11套设在电阻线圈22的外侧，滑片21与套接环11连接。

套接环11使得滑片21与换挡摇臂10另一端连接，当换挡摇臂10转动时，换挡摇臂10另一端带动滑片21在电阻线圈22上滑动，套接环11使得滑片21在所述电阻线圈22上滑动运动更加的可靠。

可以理解的是，套接环11的形状需要与电阻线圈22的形状相适配，例如，电阻线圈22为圆筒状结构时，套接环11也呈圆形结构。

参照图3所示，在一实施例中，电阻线圈22呈弧形筒状结构。进一步参照图6所示，推动或拉动换挡摇臂10时，换挡摇臂10另一端和套接环11绕着换挡摇臂10的旋转轴线的移动轨迹为弧形结构，当电阻线圈22呈与套接环11移动轨迹适配的弧形筒状结构时，能够保证套接环11和电阻线圈22之间的运动稳定，推动或拉动换挡摇臂10更加的平稳。其中，换挡摇臂10的旋转轴线与套接环11的中线垂直，换挡摇臂10的旋转轴线也与电阻线圈22的中线垂直。

参照图7，示出了本实用新型实施例的第二种换挡摇臂10的结构示意图，换挡摇臂10另一端包括伸缩部12，伸缩部12能够在换挡摇臂10一端转动形成弧形的半径方向上伸长或缩短，伸缩部12与套接环11连接。

在申请实施例中，伸缩部12可以带动套接环11在换挡摇臂10一端转动形成弧形的半径方向上伸长或缩短，以保证套接环11和电阻线圈22稳定接触，套接环11和电阻线圈22之间运动稳定，推动或拉动换挡摇臂10更加的平稳。而且，可以减少对电阻线圈22形状的依赖，例如，电阻线圈22呈直筒状结构时，套接环11位于电阻线圈22的中部时，伸缩部12的长度缩短；当套接环11位于电阻线圈22的两侧时，伸缩部12的长度伸长。

在一可选实施例中，伸缩部12为套管结构。

参照图8所示，在一实施例中，套接环11的内壁设置有限位凸起13，限位凸起13伸向套接环11中部的一端用于与电阻线圈22接触。

套接环11通过限位凸起13与电阻线圈22接触，可以减少套接环11与电阻线圈22之间的摩檫力和磨损，以使得套接环11和电阻线圈22之间的运动稳定，并延长套接环11和电阻线圈22的使用寿命。

可以理解的是，在实际应用中，限位凸起13的数量可以做相应调整，本实用新型实施例对此不做限定。例如图8所示，设置有四个限位凸起13，四个限位凸起13呈均布布置。

参照图8所示，在一实施例中，远离换挡摇臂10一端的限位凸起13包括贯通孔131，滑片21设于贯通孔131内，滑片21与电阻线圈22接触。其中，贯通孔131的一端位于套接环11的内部，贯通孔131的另一端位于套接环11的外部。将滑片21设于限位凸起13的贯通孔131内，滑片21与换挡摇臂10的接触面积大，可以增加滑片21的稳定性。

参照图3和图13所示，在一实施例中，可变电阻机构还包括保持弹簧23，保持弹簧23的两端分别与换挡摇臂10另一端和滑片21固定连接，保持弹簧23使得滑片21与电阻线圈22抵接。

滑片21与在电阻线圈22上滑动时，滑片21会产生磨损，保持弹簧23使得滑片21与电阻线圈22抵接，可以避免滑片21因磨损导致的与电阻线圈22接触不牢靠。

在一实施例中，保持弹簧23也设置在贯通孔131内，滑片21在贯通孔131为可移动设置。

在一实施例中，滑片21包括石墨电极。石墨电极具有加工较容易，放电加工去除率高，石墨损耗小的优点，且石墨电极在电阻线圈22上滑动较为平顺，进而使得自动换挡结构换挡更加平顺。

在一实施例中，参照图9，示出了本实用新型实施例的绝缘筒24和固定杆25的结构示意图，可变电阻机构还包括绝缘筒24和设于绝缘筒24两端的固定杆25，绝缘筒24和固定杆25垂直且与固定杆25的中部连接，电阻线圈22套设于绝缘筒24的外侧，固定杆25的横截面为四边形，四边形至少具有一组对边不平行；壳体40包括安装槽41，固定杆25适于插入安装槽41内。

绝缘筒24和固定杆25共同用于将电阻线圈22固定在壳体40内。本申请实施例中，绝缘筒24的沿伸方向和固定杆25的长度方向垂直，绝缘筒24和固定杆25的中部连接。固定杆25的横截面为四边形，且四边形至少具有一组对边不平行时，固定杆25具有防错功能，避免固定杆25的端部插入安装槽41时出现装错的情况，减少因重新装配造成的时间浪费。

绝缘筒24的形状与电阻线圈22的形状相同，例如参照图3和图9所示，绝缘筒24也呈弧形筒状结构。

在一实施例中，绝缘筒24和固定杆25之间还设有限位板26，限位板26与电阻线圈22的形状适配，参照图9所示，限位板26呈圆板状结构，且比电阻线圈22的直径大。电阻线圈22套设于绝缘筒24的外侧后，电阻线圈22的两端与限位板26接触，限位板26对电阻线圈22具有限位和保护作用。

固定杆25的横截面的形状可以根据使用需求设置，例如，参照图9所示的梯形。且当固定杆25的横截面为梯形时，固定杆25的外壁与限位板26为面与面的连接，固定杆25与限位板26连接的结构强度高，稳定性好。

在一可选实施例中，参照图4和图5所示，壳体40的内壁设置有第一凸起42，第一凸起42形成有安装槽41。

本申请实施例的自动换挡结构，可变电阻机构包括绝缘筒24、固定杆25、滑片21和电阻线圈22，在使用时，先将可变电阻机构组装，而后再装入到壳体40内，可变电阻机构为模块化结构，方便维修。

在一实施例中，参照图10，示出了本实用新型实施例的P挡按键50的结构示意图，进一步参照图5所示，第二壳体492上设置安装孔47，P挡按键50安装在安装孔47内，P挡按键50与控制单元30电连接。参照图1所示，P挡按键50单独放至于壳体40的左下部，且采用电连接的方式与控制单元30连接，可以增加控制单元30集成度，降低成本。

在一实施例中，参照图11，示出了本实用新型实施例的复位弹簧70的结构示意图，复位弹簧70与换挡摇臂10和壳体40连接，为换挡摇臂10提供恢复至初始位置的力。

具体参照图6所示，换挡摇臂10一端包括握持部14，换挡摇臂10另一端设置套接环11，换挡摇臂10的中部包括旋转部16，握持部14和旋转部16之间通过第一杆状部15连接，旋转部16和套接环11之间通过第二杆状部17连接，旋转部16的两端用于与壳体40和复位弹簧70连接。旋转部16呈筒状结构，旋转部16两端的外周设置限位槽161，限位槽161平行于旋转部16的旋转轴线设置。

可以理解的是，第一杆状部15和第二杆状部17的形状和数量可以根据使用需求设置，例如，参照图6所示，第一杆状部15呈板状结构，第一杆状部15包括三个。第二杆状部17包括两个，两个第二杆状部17的端部与套接环11连接。

在一实施例中，参照图4和图5所示，壳体40上设置第一开口43，第一杆状部15适于穿过第一开口43，且第一开口43为第一杆状部15的移动提供避让空间。

具体参照图4和图5所示，第一壳体491上设置筒状的圆柱部441，围绕圆柱部441设置的两个限位弧部442，圆柱部441的中心线和限位弧部442的中心线重合，为了增加圆柱部441的结构强度，在圆柱部441内还设置加强筋443，加强筋443呈十字状设置。第二壳体492也具有与第一壳体491相同的上述结构，也即第二壳体492设有圆柱部441、限位弧部442和加强筋443，这里便不再赘述。

换挡摇臂10与第一壳体491连接时，先将复位弹簧70套设在旋转部16外侧，复位弹簧70的第一限位部71插入到限位槽161内，而后旋转部16对准圆柱部441，将圆柱部441插入到旋转部16内，复位弹簧70的第二限位部72卡到限位弧部442绕限位弧部442的中心线的端部处，此时旋转部16位于圆柱部441和限位弧部442之间，复位弹簧70位于旋转部16和限位弧部442之间。换挡摇臂10与第二壳体492连接的方式与上述过程相同。

在一实施例中，所述控制单元30用于获取所述可变电阻机构的电动势变化，所述控制单元30通过插件31与外部结构，例如，所述控制单元30通过插件31与自动变速箱控制单元电连接。

在一实施例中，参照图4和图5所示，壳体40上设置板状限位部451，壳体40的内壁和板状限位部451之间形成容纳槽452，控制单元30的一端插入到第一壳体491上的容纳槽452内，控制单元30的另一端插入到第二壳体492上的容纳槽452内，插件31对应壳体40的第二开口48设置，并通过第二开口48穿出壳体40。

进一步的参照图1和图2所示，自动换挡结构的工作过程为：拉动或推动换挡摇臂10，换挡摇臂10转动时换挡摇臂10另一端带动滑片21在电阻线圈22上移动，可变电阻机构的阻值发生变化，从而引起电动势变化，不同电动势对应不同的挡位，控制单元30将不同电动势的信号发生到TCU【自动变速箱控制单元】中，TCU操控实现不同挡位的切换。换挡摇臂10转动后，由于复位弹簧70的作用，使换挡摇臂10回位到初始位置，电动势重置。

具体参照图1所示，壳体40上标注三个位置，换挡摇臂10的动作为：换挡摇臂10一端沿着箭头方向转动到R挡对应的位置时，为R挡；换挡摇臂10一端沿着箭头反方向转动到D挡对应的位置时，为D挡；中间空挡位置N，详细换挡方式详见下表：

在一实施例中，参照图14，示出了本实用新型实施例的一种自动换挡结构的原理图，控制单元30运用分压式电路及分压式电路的电压计算策略，可变电阻机构的阻值变化时，从而引起电动势变化，自动换挡结构的策略如下：

电压-V1计算公式：

挡位识别电动势计算公式：

V＝V₁-V_初始位置

自动换挡结构运用分压式电路及分压式电路的电压计算策略，可变电阻机构的阻值变化时，从而引起电动势变化，通过对电动势进行计算，并根据不同电动势的变化确定驾驶员的换挡意图，从而实现挡位切换，相对于现有技术中的光电及电磁式传感器的方案，结构更加简单、耐用，成本更低，由于不受电磁影响，电磁兼容性更好，可靠性更好。且直接使用电动势，减少信号转化、解析过程、信号计算及传递过程，为换挡器进一步节省自身成本。

自动换挡结构的零部件模块化，零部件数量较少，装配简单，维修方便，能够减少车辆成本。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，具体可以包括上述自动换挡结构。

由于自动换挡结构具有不受电磁影响，电磁兼容性更好，可靠性更好，能够增加用户对车辆的使用满意度。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动换挡结构，其特征在于，包括换挡摇臂(10)、可变电阻机构、控制单元(30)和壳体(40)，所述换挡摇臂(10)的中部与所述壳体(40)可转动连接，所述换挡摇臂(10)一端伸出所述壳体(40)，所述换挡摇臂(10)另一端位于所述壳体(40)内，所述可变电阻机构和所述控制单元(30)均设于所述壳体(40)内；

所述可变电阻机构包括滑片(21)和电阻线圈(22)，所述滑片(21)和所述电阻线圈(22)的两端均与所述控制单元(30)电连接，所述滑片(21)与所述电阻线圈(22)滑动连接，且与所述换挡摇臂(10)另一端连接；

当所述换挡摇臂(10)转动时，所述换挡摇臂(10)另一端带动所述滑片(21)在所述电阻线圈(22)上滑动，所述控制单元(30)用于获取所述可变电阻机构的阻值变化。

2.根据权利要求1所述的自动换挡结构，其特征在于，所述换挡摇臂(10)另一端设置圆环状的套接环(11)，所述套接环(11)套设在所述电阻线圈(22)的外侧，所述滑片(21)与所述套接环(11)连接。

3.根据权利要求2所述的自动换挡结构，其特征在于，所述电阻线圈(22)呈弧形筒状结构。

4.根据权利要求2所述的自动换挡结构，其特征在于，所述换挡摇臂(10)另一端包括伸缩部(12)，所述伸缩部(12)能够在所述换挡摇臂(10)一端转动形成弧形的半径方向上伸长或缩短，所述伸缩部(12)与所述套接环(11)连接。

5.根据权利要求2所述的自动换挡结构，其特征在于，所述套接环(11)的内壁设置有限位凸起(13)，所述限位凸起(13)伸向所述套接环(11)中部的一端用于与所述电阻线圈(22)接触。

6.根据权利要求5所述的自动换挡结构，其特征在于，远离所述换挡摇臂(10)一端的所述限位凸起(13)包括贯通孔(131)，所述滑片(21)设于所述贯通孔(131)内，所述滑片(21)与所述电阻线圈(22)接触。

7.根据权利要求1所述的自动换挡结构，其特征在于，所述可变电阻机构还包括保持弹簧(23)，所述保持弹簧(23)的两端分别与所述换挡摇臂(10)另一端和所述滑片(21)固定连接，所述保持弹簧(23)使得所述滑片(21)与所述电阻线圈(22)抵接。

8.根据权利要求1所述的自动换挡结构，其特征在于，所述可变电阻机构还包括绝缘筒(24)和设于所述绝缘筒(24)两端的固定杆(25)，所述绝缘筒(24)和所述固定杆(25)垂直且与所述固定杆(25)的中部连接，所述电阻线圈(22)套设于所述绝缘筒(24)的外侧，所述固定杆(25)的横截面为四边形，所述四边形至少具有一组对边不平行；

所述壳体(40)包括安装槽(41)，所述固定杆(25)适于插入所述安装槽(41)内。

9.根据权利要求1所述的自动换挡结构，其特征在于，所述控制单元(30)用于获取所述可变电阻机构的电动势变化。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的自动换挡结构。

Images