CN101900201A - 汽车自动换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车自动换挡装置，包括底座、换挡器面板和标准模块，所述标准模块包括外壳体、换挡臂、换挡杆和控制电路板，换挡臂和控制电路板均设置在外壳体的内部，换挡臂的下端以配合转动的方式通过转动轴与外壳体轴连接，自动换挡器标准模块还包括档位检测单元，档位检测单元设置在换挡杆安装腔室的内部且与换挡杆配合设置，换挡杆通过改变沿开槽方向的转动角度，对应不同档位的霍尔元件，实现换挡目的；本装置还包括加固结构架，加固结构架设置在换挡器面板与标准模块之间，通过采用标准模块，本发明的自动换挡装置能够方便地进行安装和拆卸，同时标准模块还可以容易地移植到其它不同的车型平台。

Description

汽车自动换挡装置 

技术领域

本发明涉及汽车零部件领域，特别涉及一种汽车自动换挡装置。 

背景技术

应用在汽车上的自动换挡装置通常是采用结合了摩尔元件和永磁体的电控结构，但是现有的自动换挡器一般都是根据具体应用的车型进行结构设计，对应不同车型的换挡器之间不能通用，也不能基于类似的结构特征进行调整， 

因此，有必要设计出一种通用模块的换挡器，其采用的内部模块能够适用于多种车型平台，并且具有易于安装和拆卸，同时具有强化的保护结构。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有通用标准模块的结构紧凑、使用方便、安装拆卸容易的汽车自动换挡装置。 

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

本发明的汽车自动换挡装置，包括底座、换挡器面板和标准模块，所述标准模块包括外壳体、换挡臂、换挡杆和控制电路板，所述换挡臂和控制电路板均设置在外壳体的内部，所述换挡臂的下端以配合转动的方式通过转动轴与外壳体轴连接；所述自动换挡器标准模块还包括档位检测单元，所述档位检测单元包括霍尔元件和永磁体组件，其中，所述永磁体组件安装在换挡臂的内部，所述霍尔元件的数量为四个，横向安装在外壳体的内部且与永磁体组件相对应，所述换挡臂通过改变轴向转动角度，利用不同霍尔元件与永磁体组件之间的相互作用，向控制电路板发送D、N、R、P四个档位的档位信号，所述换挡臂的运动轨迹平面垂直于外壳体的底部端面，所述换挡杆与换挡臂的上部固定连接； 

所述所述汽车自动换挡装置还包括位移限定支架，所述位移限定支架设置在换挡器面板与标准模块之间，所述位移限定支架的下部设置有与标准模块固定连接的连接装置，所述位移限定支架的中部开设有限定槽，所述换挡杆的上部从限定槽中伸出且嵌入换挡器面板上的换挡杆外套中，所述限定槽上设置有限位节点，用于换挡时配合换挡杆的换档操作。 

进一步，所述换挡臂的内部设置有安装腔室，所述永磁体组件设置在安装腔室的内侧面上； 

进一步，所述永磁体组件包括屏蔽板和永磁体； 

进一步，所述永磁铁为条形状，分为依次相连的三磁极，其中，左端磁极和右端磁极的极性相同且两者与中部磁极的极性相异，所述左端磁极或右端磁极的长度均小于中部磁极的长度； 

进一步，所述换挡器面板采用档位指示灯逐档变换显示装置，包括设置在换挡器面板表面的显示面板和显示驱动电路，所述显示面板上设置有各个档位的LED显示模块，所述显示驱动电路与控制电路板上的换挡器控制模块相联接，所述换挡器控制模块通过LIN通讯与车身控制模块进行通讯连接并根据车身控制模块的应答档位信息，通过显示驱动电路驱动对应档位的LED显示模块进行逐档显示； 

进一步，所述自动换挡器标准模块还包括P档锁止机构，所述P档锁止机构包括电磁阀，所述电磁阀设置在外壳体内部且与换挡臂对应设置，所述换挡臂上设置有用于与电磁阀伸出的顶杆相配合实现锁止的锁止孔； 

进一步，所述电磁阀包括外壳体以及导磁体安装座、线圈和铁芯，所述外壳体通过外壳封装板将导磁体安装座、线圈和铁芯包设在外壳体内部，所述线圈缠绕设置在导磁体安装座的外部，所述导磁体安装座沿轴向开设有铁芯安装通道，所述铁芯同轴设置在铁芯安装通道内，所述铁芯的中部依次设置有限位台阶I和限位台阶II，所述限位台阶I用于对铁芯的前端伸出长度进行限位，所述铁芯的后端套设有压缩弹簧且压缩弹簧的前端通过限位台阶II进行限位，所 述压缩弹簧的后端通过铁芯安装通道上的限位装置进行限位，线圈通电时，所述铁芯在磁力作用下，其前端沿铁芯安装通道伸出外壳体，所述铁芯上设置有消音垫圈I和消音垫圈II，所述消音垫圈I设置在限位台阶与铁芯的前端面之间，所述消音垫圈II设置在限位台阶的内环面上； 

进一步，所述低噪音换挡电磁阀还包括消音垫圈III，所述消音垫圈III设置在外壳封装板上与铁芯安装通道相对应的开孔处； 

进一步，所述控制电路板以与外壳体的底部端面相垂直的方式设置在外壳体内部，且与换挡杆的运动轨迹平面相平行。 

本发明的有益效果是： 

1.本发明采用了标准模块的结构，创造性地提出了一种新的电动机动车自动换挡器的结构，通过采用标准模块，本发明的自动换挡器能够方便地进行安装和拆卸，同时标准模块还可以轻松地移植到其它不同的电动机动车的车型平台； 

2.本发明的在控制器面板与标准模块之间设置有加固结构架，能够保证标准模块的安装更为稳定可靠，同时也便于进行安装和拆卸处理； 

3.本发明的换挡电磁阀采用了在电磁阀上的不同部位设置消音垫圈，从而能够有效地减轻电磁阀在使用时的工作噪音，据测试表明，本发明工作时的噪音在50dB以下，不仅能够延长电磁阀的使用寿命，也减少了驾车安全的干扰因素； 

4.本发明的档位显示在常态下各档位都有背景光显示，而在操纵杆划过的档位，该档位会明显增亮，与仪表盘上的指示的档位同步，整个档位显示面板具有结构紧凑、显示效果明显，兼具美观大方的特点。 

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。 

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中： 

图1为本发明的分解结构示意图； 

图2为本发明的组合结构示意图； 

图3为本发明的标准模块内部结构示意图； 

图4为电磁阀结构示意图； 

图5为档位指示灯逐档变换显示装置的结构示意图； 

图6为档位指示灯电位差方式供电的电路连接图。 

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。 

如图1和图2所示，本发明的汽车自动换挡装置，包括底座1、换挡器面板2、标准模块3和位移限定支架4。位移限定支架4设置在换挡器面板2与标准模块3之间，位移限定支架4的下部设置有与标准模块3固定连接的连接装置，位移限定支架4的中部开设有限定槽41，换挡杆的上部从限定槽41中伸出且嵌入换挡器面板2上的换挡杆外套21中，限定槽上设置有限位节点，用于换挡时配合换挡杆的换档操作。 

如图3所示，标准模块包括外壳体31、换挡臂32、换挡杆33和控制电路板34，换挡臂32和控制电路板34均设置在外壳体31的内部，换挡臂32的下端以配合转动的方式通过转动轴与外壳体31轴连接；标准模块还包括档位检测单元，档位检测单元包括霍尔元件35和永磁体组件36，其中，换挡臂32的内部设置有安装腔室，永磁体组件36设置在安装腔室的内侧面上。霍尔元件35的数量为四个，横向安装在外壳体31的内部且与永磁体组件36相对应，换挡臂32通过改变轴向转动角度，利用不同霍尔元件与永磁体组件之间的相互作用， 向控制电路板发送D、N、R、P四个档位的档位信号，换挡臂32的运动轨迹平面垂直于外壳体31的底部端面，换挡杆33与换挡臂32的上部固定连接； 

控制电路板34以与外壳体31的底部端面相垂直的方式设置在外壳体31内部，且与换挡杆33的运动轨迹平面相平行。 

本实施例中，永磁体组件包括屏蔽板和永磁体，通过安装屏蔽板，可以避免外界其他电磁场的干扰，影响换挡操作。 

标准模块还包括P档锁止机构，P档锁止机构包括电磁阀5，电磁阀5设置在外壳体内部且与换挡臂对应设置，换挡臂32上设置有用于与电磁阀5伸出的顶杆相配合实现锁止的锁止孔。 

如图4所示，电磁阀5包括外壳体51以及导磁体安装座52、线圈53和铁芯54，外壳体1通过外壳封装板55将导磁体安装座52、线圈53和铁芯54包设在外壳体51内部，线圈53缠绕设置在导磁体安装座52的外部，导磁体安装座52沿轴向开设有铁芯安装通道，铁芯54同轴设置在铁芯安装通道内，铁芯54的中部依次设置有限位台阶I 511和限位台阶II 56，限位台阶I 511用于对铁芯54的前部伸出外壳体51的长度进行限位，铁芯54的后端套设有压缩弹簧57且压缩弹簧57的前端通过限位台阶II 56进行限位，压缩弹簧57的后端通过铁芯安装通道上的限位装置进行限位。 

在常态下，铁芯54的前端在弹簧作用下伸出外壳体51，与锁止孔配合实现锁止状态，当线圈通电时，铁芯54在磁力作用下，向后收缩，与锁止孔脱离接触，从而实现P档位解锁功能。 

为减轻工作噪音，在铁芯54上设置有消音垫圈I 58和消音垫圈II 59，消音垫圈I 58设置在限位台阶57与铁芯的前端面之间，消音垫圈II 59设置在限位台阶56的内环面上，这两个部位是电磁阀工作时噪音的主要产生位置，通过设置消音垫圈，能够有效地减少工作噪音。 

为进一步减轻噪音，本发明还包括消音垫圈III 510，消音垫圈III 510设置在外壳封装板55上与铁芯安装通道相对应的开孔处。 

经测试表明，本发明工作时的噪音在50dB以下，通常为30dB左右，远远低于现有的换挡电磁阀的噪声值。 

如图5所示，本发明的换挡器面板采用档位指示灯逐档变换显示装置，包括设置在换挡器面板2表面的显示面板21和显示驱动电路22，显示面板21上设置有各个档位的LED显示模块23，显示驱动电路与控制电路板上的换挡器控制模块24相联接，换挡器控制模块24通过LIN通讯与车身控制模块进行通讯连接并根据车身控制模块的应答档位信息，通过显示驱动电路驱动对应档位的LED显示模块进行逐档显示。 

另外，本实施例中，显示驱动电路22采用电位差供电方式来点亮LED显示模块23。具体而言，是通过PWM脉冲带宽调制电路来点亮相应的LED显示模块，同时保持其它LED显示常态。如图6所示，本实施例通过PWM芯片实现电位差供电，每一路LED(LED1～LED7)的正极联接至Vcc，LED的负极通过匹配电阻联接至PWM芯片的各个输出端。在常态下，各个档位的LED电压时相同的，由于发光强度一致，所以显示面板上的背景光保持一致，工作时，PWM芯片收到换挡器控制模块4的信号以后，通过改变对应输出的占空比，使该档位上的LED电压发生改变，从而该档位上的LED亮度高于其他档位，体现突出醒目的效果。 

这一设计有别于现有档位指示装置存在的指示不明显、设计方式陈旧的问题，能够实现档位的逐档变换，使显示效果更为明显，同时也更为美观。 

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (9)

1.汽车自动换挡装置，包括底座、换挡器面板和标准模块，其特征在于：所述标准模块包括外壳体、换挡臂、换挡杆和控制电路板，所述换挡臂和控制电路板均设置在外壳体的内部，所述换挡臂的下端以配合转动的方式通过转动轴与外壳体轴连接；所述自动换挡器标准模块还包括档位检测单元，所述档位检测单元包括霍尔元件和永磁体组件，其中，所述永磁体组件安装在换挡臂的内部，所述霍尔元件的数量为四个，横向安装在外壳体的内部且与永磁体组件相对应，所述换挡臂通过改变轴向转动角度，利用不同霍尔元件与永磁体组件之间的相互作用，向控制电路板发送D、N、R、P四个档位的档位信号，所述换挡臂的运动轨迹平面垂直于外壳体的底部端面，所述换挡杆与换挡臂的上部固定连接；

所述汽车自动换挡装置还包括位移限定支架，所述位移限定支架设置在换挡器面板与标准模块之间，所述位移限定支架的下部设置有与标准模块固定连接的连接装置，所述位移限定支架的中部开设有限定槽，所述换挡杆的上部从限定槽中伸出且嵌入换挡器面板上的换挡杆外套中，所述限定槽上设置有限位节点，用于换挡时配合换挡杆的换档操作。

2.根据权利要求1所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述换挡臂的内部设置有安装腔室，所述永磁体组件设置在安装腔室的内侧面上。

3.根据权利要求2所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述永磁体组件包括屏蔽板和永磁体。

4.根据权利要求3所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述永磁铁为条形状，分为依次相连的三磁极，其中，左端磁极和右端磁极的极性相同且两者与中部磁极的极性相异，所述左端磁极或右端磁极的长度均小于中部磁极的长度。

5.根据权利要求1所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述换挡器面板采用档位指示灯逐档变换显示装置，包括设置在换挡器面板表面的显示面板和显示驱动电路，所述显示面板上设置有各个档位的LED显示模块，所述显示驱动电路与控制电路板上的换挡器控制模块相联接，所述换挡器控制模块通过LIN通讯与车身控制模块进行通讯连接并根据车身控制模块的应答档位信息，通过显示驱动电路驱动对应档位的LED显示模块进行逐档显示。

6.根据权利要求1所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述自动换挡器标准模块还包括P档锁止机构，所述P档锁止机构包括电磁阀，所述电磁阀设置在外壳体内部且与换挡臂对应设置，所述换挡臂上设置有用于与电磁阀伸出的顶杆相配合实现锁止的锁止孔。

7.根据权利要求6所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述电磁阀包括外壳体以及导磁体安装座、线圈和铁芯，所述外壳体通过外壳封装板将导磁体安装座、线圈和铁芯包设在外壳体内部，所述线圈缠绕设置在导磁体安装座的外部，所述导磁体安装座沿轴向开设有铁芯安装通道，所述铁芯同轴设置在铁芯安装通道内，所述铁芯的中部依次设置有限位台阶I和限位台阶II，所述限位台阶I用于对铁芯的前端伸出长度进行限位，所述铁芯的后端套设有压缩弹簧且压缩弹簧的前端通过限位台阶II进行限位，所述压缩弹簧的后端通过铁芯安装通道上的限位装置进行限位，线圈通电时，所述铁芯在磁力作用下，其前端沿铁芯安装通道伸出外壳体，所述铁芯上设置有消音垫圈I和消音垫圈II，所述消音垫圈I设置在限位台阶与铁芯的前端面之间，所述消音垫圈II设置在限位台阶的内环面上。

8.根据权利要求7所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述低噪音换挡电磁阀还包括消音垫圈III，所述消音垫圈III设置在外壳封装板上与铁芯安装通道相对应的开孔处。

9.根据权利要求1所述的汽车自动换挡装置，其特征在于：所述控制电路板以与外壳体的底部端面相垂直的方式设置在外壳体内部，且与换挡杆的运动轨迹平面相平行。

Images