CN108662136B - 一种摇杆式电子换挡器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种摇杆式电子换挡器，包括壳体和换挡杆，还包括连接转轴，所述连接转轴的端部铰接在壳体上，换挡杆铰接在连接转轴上，连接转轴与壳体之间的铰接转向和连接转轴与换挡杆之间的铰接转向相垂直，所述换挡杆的底部设有用于识别换挡杆运动方向位移的传感器，所述壳体与换挡杆之间设有用于换挡杆回到初始位置的回位弹性结构。该摇杆式电子换挡器结构设计合理，内部结构简化，对材料和生产精度要求低，降低了成本，缩短了设计周期；匹配简便，能提供更舒适的换挡回位感，回位噪音小。

Description

一种摇杆式电子换挡器
技术领域
本发明涉及电子换挡器技术领域，尤其是涉及一种摇杆式电子换挡器。
背景技术
随着汽车发展，对汽车的功能愈加追求科技感和舒适性。电子换挡器由于科技感强，低噪声及可操作性好等优点，在市场占比中稳步上升。其工作原理为：通过换挡手柄、旋钮、按钮或拨片等媒介，将用户的换挡意图在处理成电信号输出到整车，整车作出判定后，实现挡位变换。电子换挡器按照结构形式可分析：摇杆式、旋钮式、按键式等。
如图6所示，针对摇杆式电子换挡器，常见的结构原理为：挡位槽(可能包含R\N\D\M\+\-等挡位)和定位块，使用弹簧将定位块和挡位槽压紧，定位块在换挡杆内可上下滑动。操作过程中可向前后换挡，移开手臂后，挡杆会自动回到原始的稳态位置。
但在实际设计中，用户感知的是弹簧力与摩擦力的合成力，受到弹簧刚度、挡位槽波形、零部件表面粗糙度等参数影响，为得出舒适的总成换挡力，需要很长的匹配周期。
此外，通常还需在挡位槽中设法进行TPU包胶以改善定位块的回位噪声；在定位块和弹簧间设计胀紧套以改善手感游隙。上述设计需要较长周期，同时对材料和生产精度提出了严苛的要求，因此整体换挡器的费用很高，且易出现匹配性问题。
发明内容
针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种摇杆式电子换挡器，其结构简化，对材料和生产精度要求低，降低了成本，缩短了设计周期。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
该摇杆式电子换挡器，包括壳体和换挡杆，还包括连接转轴，所述连接转轴的端部铰接在壳体上，换挡杆铰接在连接转轴上，连接转轴与壳体之间的铰接转向和连接转轴与换挡杆之间的铰接转向相垂直，所述换挡杆的底部设有用于识别换挡杆运动方向位移的传感器，所述壳体与换挡杆之间设有用于换挡杆回到初始位置的回位弹性结构。
进一步的，所述连接转轴为十字轴。
所述换挡杆包括位于上部的挡杆和位于下部的挡杆包塑，所述挡杆包塑的上部与连接转轴相铰接，挡杆的下端与挡杆包塑的上端相连。
所述回位弹性结构包括侧扭簧结构和底部扭簧结构，所述侧扭簧结构对应换挡杆的侧面设置，底部扭簧结构对应换挡杆的底部设置。
所述壳体上对应连接转轴的端部设有定位凸台，连接转轴的端部与定位凸台之间通过销轴相连。
所述十字轴相对两端铰接在壳体上，挡杆包塑上端铰接在十字轴另外相对两端上。
所述挡杆包塑的上端设有一对凸耳，连接转轴位于一对凸耳之间，连接转轴与凸耳相铰接。
所述侧扭簧结构的螺旋弹簧中心线和连接转轴与壳体之间的铰接转轴的轴线相平行。
所述底部扭簧结构的螺旋弹簧的中心线与换挡杆的中心线相重合。
所述十字轴上沿与壳体铰接的转轴的轴线方向设有一字孔，换挡杆活动位于一字孔内。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
该摇杆式电子换挡器结构设计合理，内部结构简化，对材料和生产精度要求低，降低了成本，缩短了设计周期；匹配简便，能提供更舒适的换挡回位感，回位噪音小。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明电子换挡器挡位示意图。
图2为本发明电子换挡器结构示意图。
图3为本发明电子换挡器运动副***示意图。
图4为本发明电子换挡器分解示意图。
图5为本发明电子换挡器局部示意图。
图6为现有电子换挡器挡位槽示意图。
图中：
1.换挡杆、2.壳体、3.十字轴、4.挡杆包塑、5.传感器、6.侧扭簧、601.侧扭簧安装座、602.侧扭簧定位销、603.侧扭簧销、7.底部扭簧、701.底部扭簧安装座、702.底部扭簧定位销、703.底部扭簧销、704.减震套、8.定位凸台。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图5所示，该摇杆式电子换挡器，包括壳体2和换挡杆1以及连接转轴，连接转轴的端部铰接在壳体2上，换挡杆铰接在连接转轴上，连接转轴与壳体之间的铰接转向和连接转轴与换挡杆之间的铰接转向相垂直，换挡杆1的上端可以十字方向转动，换挡杆1的底部设有用于识别换挡杆运动方向位移的传感器5，壳体2与换挡杆1之间设有用于换挡杆回到初始位置的回位弹性结构。
换挡杆1的上端可以十字方向转动实现换挡操作，在整车前后方向，顺序布置R-N-D三个挡位；关于N挡左右对称布置+、-挡位。摇杆操作方案：N挡为稳态位置，换挡杆向R/D方向完成操作后，自动回位到N挡的物理位置；换挡杆向+/-方向完成操作后，自动回到N的物理位置。
传感器5为霍尔传感器，将电子元器件(霍尔传感器)装置在换挡杆底部，通过对传感器的检测，识别出换挡杆的运动(方向和位移)，继而向整车发出用户的换挡需求。
换挡杆包括位于上部的挡杆和位于下部的挡杆包塑4，挡杆包塑4的上部与连接转轴相铰接，挡杆的下端与挡杆包塑的上端相连。
连接转轴为十字轴3。十字轴相对两端铰接在壳体上，挡杆包塑上端铰接在十字轴另外相对两端上；进一步的，壳体上对应十字轴的端部设有定位凸台8，十字轴的端部与定位凸台之间通过销轴相连。
挡杆包塑4的上端设有一对凸耳，十字轴位于一对凸耳之间，凸耳与十字轴的另外相对两端相铰接。
十字轴3上沿与壳体铰接的转轴的轴线方向设有一字孔，换挡杆活动位于一字孔内。
十字轴与壳体：十字轴端面与定位凸台贴合，十字轴和定位凸台留有通孔，两者通过横向金属销连接，为换挡杆提供前后方向换挡的旋转自由度。十字轴与挡杆包塑：两者通过纵向的孔轴配合，为换挡杆提供左右方向换挡的旋转自由度。
回位弹性结构包括侧扭簧结构和底部扭簧结构；回位弹簧结构也可采用弹性橡胶件，优选采用扭簧。侧扭簧结构对应换挡杆的侧面设置，底部扭簧结构对应换挡杆的底部设置。
侧扭簧结构包括侧扭簧安装座601、侧扭簧定位销602、侧扭簧销603以及侧扭簧6；其中，侧扭簧安装座和侧扭簧定位销上下位置并排固定在侧壳体上，侧扭簧销固定在挡杆包塑下部的侧面，侧扭簧定位在侧扭簧安装座和侧扭簧定位销以及侧扭簧销上。
底部扭簧结构包括底部扭簧安装座701、底部扭簧定位销702、底部扭簧销703以及底部扭簧7；其中，底部扭簧安装座和底部扭簧定位销竖直并排固定在底部壳体上，底部扭簧销竖直固定在挡杆包塑的下端，底部扭簧定位在底部扭簧安装座和底部扭簧定位销以及底部扭簧销上。
侧扭簧结构的螺旋弹簧中心线和连接转轴与壳体之间的铰接转轴的轴线相平行。底部扭簧结构的螺旋弹簧的中心线与换挡杆的中心线相重合。
扭簧通过安装座和定位销限位，实现扭簧的安装紧固。前后换挡时(R/N/D挡位)，挡杆上的侧扭簧销在前后方向移动，带动壳体上的侧扭簧变形；释放挡杆后，挡杆在弹簧力作用下，自动回转到初始位置。
左右换挡时(+/-挡位)，挡杆上的底部扭簧销在左右方向移动，带动壳体底板上的底部扭簧变形，释放挡杆后，挡杆在弹簧力作用下，自动回到初始位置。
由于两根扭簧垂直布置，故可实现不同换挡方向的完全独立运作，互无干扰。另外，在定位销上全部套有TPU材质的减震套704，可有效的降低噪声和摩擦力。
当换挡杆发生移动后，霍尔传感器可以有效的检测位移量和方向，经换挡器的ECU处理后，即可向整车发送换挡信号。“P”挡可设置为手柄按钮。另外，关于手动/自动模式的切换：在自动模式下，直接向“+”或“-”挡位拨动即可进入手动操作模式；如需退出手动模式，将换挡杆向“D”挡切换一次，即可进入自动模式。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种摇杆式电子换挡器，包括壳体和换挡杆，其特征在于：还包括连接转轴，所述连接转轴的端部铰接在壳体上，换挡杆铰接在连接转轴上，连接转轴与壳体之间的铰接转向和连接转轴与换挡杆之间的铰接转向相垂直，所述换挡杆的底部设有用于识别换挡杆运动方向位移的传感器，所述壳体与换挡杆之间设有用于换挡杆回到初始位置的回位弹性结构；
所述换挡杆包括位于上部的挡杆和位于下部的挡杆包塑，所述挡杆包塑的上部与连接转轴相铰接，挡杆的下端与挡杆包塑的上端相连；
所述回位弹性结构包括侧扭簧结构和底部扭簧结构，所述侧扭簧结构对应换挡杆的侧面设置，底部扭簧结构对应换挡杆的底部设置；
所述侧扭簧结构的螺旋弹簧中心线和连接转轴与壳体之间的铰接转轴的轴线相平行；所述底部扭簧结构的螺旋弹簧的中心线与换挡杆的中心线相重合；
所述连接转轴为十字轴；所述十字轴相对两端铰接在壳体上，挡杆包塑上端铰接在十字轴另外相对两端上；所述十字轴上沿与壳体铰接的转轴的轴线方向设有一字孔，换挡杆活动位于一字孔内。
2.如权利要求1所述摇杆式电子换挡器，其特征在于：所述壳体上对应连接转轴的端部设有定位凸台，连接转轴的端部与定位凸台之间通过销轴相连。
3.如权利要求1所述摇杆式电子换挡器，其特征在于：所述挡杆包塑的上端设有一对凸耳，连接转轴位于一对凸耳之间，连接转轴与凸耳相铰接。
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