CN203202187U - 一种换挡装置及具有该装置的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种换挡装置及具有该装置的车辆，所述换挡装置包括固定在变速器壳体上的挡位摇臂、拉索芯线、套设于拉索芯线上的拉索外套、用于产生挡位信号的电子挡位发生器以及用于根据挡位信号产生推拉动作的挡位执行器，所述电子挡位发生器与挡位执行器电连接，所述挡位执行器分别与所述拉索芯线和拉索外套的一端连接，所述拉索芯线的另一端与所述挡位摇臂连接，所述拉索外套的另一端与变速器壳体连接。该换挡装置可以减小换挡装置的占用空间，便于换挡装置的安装。

Description

一种换挡装置及具有该装置的车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆的换挡领域，尤其涉及一种换挡装置及具有该装置的车辆。 

背景技术

随着技术的发展，越来越多的汽车开始采用自动变速器，一般车辆挡位的锁止和解锁都需要驾驶员通过换挡操纵机构的换挡手柄，通过拉索芯线，将手柄的操作传递给挡位摇臂，实现挡位锁止和解锁。 

目前随着汽车电子技术的广泛应该用，遥控驾驶技术的发明，整车的所有挡位包括P挡均采用电子设备来驱动，为了避免大规模的更改现有变速器，车辆上广泛采用的换挡操纵机构通过一个步进电机搭载谐波齿轮减速装置直接装配在变速器上进行驱动，但是由于使用电机了，使得电机布置在变速器上驱动挡位的方案，存在电机大，占用空间较大且安装不方便的问题。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，从而提供了一种换挡装置及具有该装置的车辆，可以减小换挡装置的占用空间，便于换挡装置的安装。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案： 

本实用新型提供一种换挡装置，所述换挡装置包括固定在变速器壳体上的挡位摇臂、拉索芯线、套设于拉索芯线上的拉索外套、用于产生挡位信号的电子挡位发生器以及用于根据挡位信号产生推拉动作的挡位执行器，所述电子挡位发生器与挡位执行器电连接，所述挡位执行器分别与所述拉索芯线和拉索外套的一端连接，所述拉索芯线的另一端与所述挡位摇臂连接，所述拉索外套的另一端与变速器壳体连接。

优选的，所述电子挡位发生器与挡位执行器的电连接为无线连接。 

优选的，所述电子挡位发生器与挡位执行器的电连接为通过CAN总线连接。 

优选的，所述挡位执行器包括具有第一空腔的壳体以及位于第一空腔内的驱动单元、与所述驱动单元的输出轴连接的齿轮减速单元、轴承单元和用于将旋转运动转换为直线运动的转换单元，所述转换单元的一端通过所述轴承单元与壳体固定连接且与齿轮减速单元的输出端连接，所述转换单元的另一端与所述拉索芯线的一端连接，所述壳体与拉索外套的一端连接。 

优选的，所述驱动单元具体为直流电机。 

优选的，所述齿轮减速单元为定轴齿轮组，所述转换单元包括螺杆和与所述螺杆配合的螺套，所述螺杆与定轴齿轮组的输出端连接，所述螺套的一端与所述拉索芯线的一端连接。 

优选的，所述齿轮减速单元为行星齿轮组，所述转换单元包括螺杆和所述螺杆配合的螺套，所述螺杆与行星齿轮组的行星架连接，所述螺套的一端与所述拉索芯线的一端连接。 

优选的，所述挡位执行器还包括电机转角传感器，所述电机转角传感器设置在直流电机相对于所述输出轴另一端的端部。 

优选的，所述挡位执行器还包括用于检测转换单元直线运动距离的行程传感器，所述行程传感器设置在壳体的内壁上。 

优选的，所述转换单元包括螺杆和与所述螺杆配合的螺套，所述螺杆与定轴齿轮组的输出端连接，所述螺套的一端与所述拉索芯线的一端连接。 

优选的，所述转换单元包括螺杆和所述螺杆配合的螺套，所述螺杆与行星齿轮组的行星架连接，所述螺套的一端与所述拉索芯线的一端连接。 

优选的，所述轴承单元包括用于支撑螺杆的第一轴承和双向推力轴承，所述轴承单元还包括用于支撑定轴齿轮组的齿轮的第二轴承，所述第一轴承、第二轴承和双向推力轴承分别与壳体内壁固定连接。 

优选的，所述轴承单元包括用于支撑螺杆的第一轴承和双向推力轴承，所述轴承单元还包括用于支撑行星齿轮组的行星架的第二轴承，所述第一轴承、第二轴承和双向推力轴承分别与壳体内壁固定连接。 

优选的，所述挡位执行器还包括用于密封第一空腔且支撑所述螺套的滑套，所述螺套的一端穿过所述滑套与所述拉索芯线的一端连接。 

优选的，所述挡位执行器还包括用于防止拉索芯线的防转件，所述壳体还包括通过所述滑套与所述第一空腔隔离的第二空腔，所述防转件位于第二空腔内，所述螺套的一端通过所述防转件与所述拉索芯线的一端连接。 

所述挡位执行器还包括位于第二空腔内且与壳体的内壁固定连接的导槽，所述防转件与所述导槽配合且可沿着所述壳体的轴向移动。 

本实用新型提供一种车辆，上述的换挡装置。 

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过电子挡位发生器输出挡位信号至挡位执行器，挡位执行器根据接收的挡位信号输出动作信号，电子挡位发生器与挡位执行器只要电连接即可，而且挡位执行器是通过拉索来实现挡位操作传递，因此挡位执行器可以自由的布置在车上有富余空间的位置，从而减小换挡装置的占用空间，便于换挡装置的安装。 

附图说明

图1为本发明换挡装置一种实施例的结构示意图。 

图2为本发明挡位执行器一种实施例的结构示意图。 

图3为本发明挡位执行器另一种实施例的结构示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、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。 

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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。 

本实用新型提供一种实施例的换挡装置，如图1所示，所述换挡装置包括固定在变速器壳体1上的挡位摇臂2、拉索芯线3、套设于拉索芯线3上的拉索外套4、用于产生挡位信号的电子挡位发生器5以及用于根据挡位信号产生推拉动作的挡位执行器6，所述电子挡位发生器5与挡位执行器6电连接，所述挡位执行器6分别与所述拉索芯线3和拉索外套4的一端连接，所述拉索芯线3的另一端与所述挡位摇臂2连接，所述拉索外套4的另一端与变速器壳体1连接。 

从上述方案可以看出，通过电子挡位发生器5输出挡位信号至挡位执行器6，挡位执行器6根据接收的挡位信号输出动作信号，电子挡位发生器5与挡位执行器6只要电连接即可，而且挡位执行器6是通过拉索来实现挡位操作传递，因此挡位执行器6可以自由的布置在车上有富余空间的位置，从而减小换挡装置的占用空间，便于换挡装置的安装。 

在本实用新型的一个实施例中，所述电子挡位发生器5与挡位执行器6的电连接为无线连接，或者通过CAN总线连接。当所述电子挡位发生器5与挡位执行器6的电连接为无线连接，可以在电子挡位发生器5中设置一个无线发送器，通过无线发送器挡位信号发送，在挡位执行器6中设置一个无线接收器，通过无线接收器接收所述挡位信号，当然还可以通过无线接收器发送反馈信号至电子挡位发生器5。 

在本实用新型的一个实施例中，所述挡位执行器6包括具有第一空腔611的壳体61以及位于第一空腔611内的驱动单元、与所述驱动单元的输出轴连接的齿轮减速单元、轴承单元和用于将旋转运动转换为直线运动的转换单元，所述转换单元的一端通过所述轴承单元与壳体61固定连接且与齿轮减速单元的输出端连接，所述转换单元的另一端与所述拉索芯线3的一端连接，所述壳体61与拉索外套4的一端连接。在具体实施中，所述驱动单元具体为直流电机62，可以产生顺时针和逆时针旋转。如图2所示，所述齿轮减速单元为定轴齿轮组63，定轴齿轮组63的外齿圈固定在壳体61的内壁上，定轴齿轮组63的输出轴与转换单元连接，如图3所示，所述齿轮减速单元为行星齿轮组64，直流电机62的输出轴与行星齿轮组64的太阳轮连接，行星齿轮组64的行星架与转换单元连接，行星齿轮组64通过轴承单元与壳体61的内壁固定连接。通过定轴齿轮组63或行星齿轮组64将电机62的高转速、低扭矩的动力转化成低转速、大扭矩的动力输出给转换单元。 

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述挡位执行器还包括用于检测转换单元直线运动距离的行程传感器66，所述行程传感器66设置在壳体61的内壁上，所述行程传感器66位于所述转换单元的下方，其中所述行程传感器66为非接触式霍尔传感器。当然，当所述齿轮减速单元为行星齿轮组64时，所述挡位执行器6中也可以使用行程传感器66。当然，当所述齿轮减速单元为行星齿轮组64时，所述挡位执行器6中也可以使用电机转角传感器65。所述转换单元包括螺杆671和与所述螺杆671配合的螺套672，所述螺杆671与定轴齿轮组63的输出端连接，所述螺套672的一端与所述拉索芯线3的一端连接。所述轴承单元包括用于支撑螺杆671的第一轴承681和双向推力轴承682，所述轴承单元还包括用于支撑定轴齿轮组63的齿轮的第二轴承683，那么螺杆671便可以承受正向和反向的推力，所述第一轴承681、第二轴承683和双向推力轴承682分别与壳体61内壁固定连接，所述双向推力轴承682设置在所述第一轴承681和定轴齿轮组63之间，所述双向推力轴承682设置在所述第一轴承681和第二轴承683之间。当挡位执行器6中为行程传感器66时，比如变速器处于P挡锁止位置，直流电机62正转，将螺套672移动到靠近螺杆671的极限位置，然后反转直流电机62，解锁所需圈数×（1-拉索行程效率）作为安全行程。初次安装时，将变速器置于P挡锁止位置，换挡拉索与一般的换挡拉索一样具备长度可调的功能，拉索安装好即可自动调整好拉索长度。在使用过程中，为了防止挡位执行器在多次执行时偏离正常的位置，导致无法锁止或解锁，设置校准功能。整车加载“ON”挡电，且电子挡位发生器5接收到的信号为P挡锁止位置信号时，电子挡位发生器5发出信号使直流电机62正转，直至换挡拉索拉到极限位置，利用变速器内的限位装置进行校准，然后反转预留安全行程，电子挡位发生器5记录此位置作为P挡初始位置。。 

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述挡位执行器6还包括电机转角传感器65，所述电机转角传感器65设置在直流电机62相对于所述输出轴另一端的端部。如果直流电机62的旋转角度超过了换挡行程所需的转角时，挡位执行器6发信号进行位置修正，其中电机转角传感器65为接触式霍尔传感器，电机转子上带有标定角度的磁铁，感应旋转的磁场获得旋转角度。当然，当所述齿轮减速单元为定轴齿轮组63时，所述挡位执行器6中也可以使用电机转角传感器65。所述转换单元包括螺杆671和所述螺杆671配合的螺套672，所述螺杆671与行星齿轮组64的行星架连接，所述螺套672的一端与所述拉索芯线3的一端连接。所述轴承单元包括用于支撑螺杆671的第一轴承681和双向推力轴承682，所述轴承单元还包括用于支撑行星齿轮组64的行星架的第二轴承683，所述第一轴承681、第二轴承683和双向推力轴承682分别与壳体61内壁固定连接。所述双向推力轴承682设置在所述第一轴承681和第二轴承683之间。一般情况下，电机正转指电机输出轴朝正前方时朝顺时针方向旋转，电机反转指朝正转相反的方向旋转，那么螺杆671和螺套672应采用顺时针的螺纹旋向，当螺杆671正转时，螺套672沿轴向朝螺杆671方向移动，从而通过拉索芯线3拉动所述挡位摇臂2，使得所述挡位摇臂2锁止，当螺杆671反转时，螺杆672沿轴向朝远离螺杆671的方向移动，从而通过拉索芯线3推动所述挡位摇臂2，使得所述挡位摇臂2解锁。比如需要控制变速器P挡锁止和解锁时，变速器上控制臂的位移为闭锁行程，换挡拉索在运行过程中输出端有效的行程除以驱动端总行程为行程效率。变速器P挡机构位于锁止位置，需要推动P挡摇臂解锁时，直流电机62需要反转，解锁旋转圈数=闭锁行程÷换挡拉索行程效率÷螺套672的螺距×行星齿轮组64的减速比。变速器P挡机构位于解锁位置，需要拉动P挡摇臂锁止时，直流电机62正转，锁止旋转圈数与解锁所需圈数相同。直流电机62的旋转圈数通过电机转角传感器65反馈给电子挡位发生器5，如果直流电机62的旋转角度超过了换挡行程所需的转角时，电子挡位发生器5发信号进行位置修正。 

在本实用新型的一个实施例中，如图2或图3所示，所述挡位执行器6还包括用于密封第一空腔611且支撑所述螺套682的滑套69，所述螺套682的一端穿过所述滑套69与所述拉索芯线3的一端连接。通过所述滑套69密封第一空腔611，起到防尘的作用，用于保护位于第一空腔611内的器件。 

在本实用新型的一个实施例中，如图2或图3所示，所述挡位执行器6还包括用于防止拉索芯线3的防转件11，所述壳体还包括通过所述滑套69与所述第一空腔611隔离的第二空腔，所述防转件11位于第二空腔612内，所述螺套672的一端通过所述防转件11与所述拉索芯线3的一端连接。所述挡位执行器还包括位于第二空腔612内且与壳体61的内壁固定连接的导槽12，所述防转件11与所述导槽12配合且可沿着所述壳体61的轴向移动，由于所述螺套672的一端通过所述防转件11与所述拉索芯线3的一端连接，所述防转件11与所述导槽12配合且可沿着所述壳体61的轴向移动，从而保证所述拉索芯线3在所述壳体61内沿着所述壳体61的轴向移动。 

本实用新型还提供一种实施例的车辆，包括上述的换挡装置。通过电子挡位发生器5输出挡位信号至挡位执行器6，挡位执行器6根据接收的挡位信号输出动作信号，电子挡位发生器5与挡位执行器6只要电连接即可，而且挡位执行器6是通过拉索来实现挡位操作传递，因此挡位执行器6可以自由的布置在车上有富余空间的位置，从而减小换挡装置的占用空间，便于换挡装置的安装。 

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (15)

1.一种换挡装置，其特征在于：所述换挡装置包括固定在变速器壳体上的挡位摇臂、拉索芯线、套设于拉索芯线上的拉索外套、用于产生挡位信号的电子挡位发生器以及用于根据挡位信号产生推拉动作的挡位执行器，所述电子挡位发生器与挡位执行器电连接，所述挡位执行器分别与所述拉索芯线和拉索外套的一端连接，所述拉索芯线的另一端与所述挡位摇臂连接，所述拉索外套的另一端与变速器壳体连接。

2.如权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述电子挡位发生器与挡位执行器的电连接为无线连接。

3.如权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述电子挡位发生器与挡位执行器的电连接为通过CAN总线连接。

4.如权利要求1所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位执行器包括具有第一空腔的壳体以及位于第一空腔内的驱动单元、与所述驱动单元的输出轴连接的齿轮减速单元、轴承单元和用于将旋转运动转换为直线运动的转换单元，所述转换单元的一端通过所述轴承单元与壳体固定连接且与齿轮减速单元的输出端连接，所述转换单元的另一端与所述拉索芯线的一端连接，所述壳体与拉索外套的一端连接。

5.如权利要求4所述的换挡装置，其特征在于：所述驱动单元具体为直流电机。

6.如权利要求5所述的换挡装置，其特征在于：所述齿轮减速单元为定轴齿轮组，所述转换单元包括螺杆和与所述螺杆配合的螺套，所述螺杆与定轴齿轮组的输出端连接，所述螺套的一端与所述拉索芯线的一端连接。

7.如权利要求5所述的换挡装置，其特征在于：所述齿轮减速单元为行星齿轮组，所述转换单元包括螺杆和所述螺杆配合的螺套，所述螺杆与行星齿轮组的行星架连接，所述螺套的一端与所述拉索芯线的一端连接。

8.如权利要求6或7所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位执行器还包括电机转角传感器，所述电机转角传感器设置在直流电机相对于所述输出轴另一端的端部。

9.如权利要求6或7所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位执行器还包括用于检测转换单元直线运动距离的行程传感器，所述行程传感器设置在壳体的内壁上。

10.如权利要求6所述的换挡装置，其特征在于：所述轴承单元包括用于支撑螺杆的第一轴承和双向推力轴承，所述轴承单元还包括用于支撑定轴齿轮组的齿轮的第二轴承，所述第一轴承、第二轴承和双向推力轴承分别与壳体内壁固定连接。

11.如权利要求7所述的换挡装置，其特征在于：所述轴承单元包括用于支撑螺杆的第一轴承和双向推力轴承，所述轴承单元还包括用于支撑行星齿轮组的行星架的第二轴承，所述第一轴承、第二轴承和双向推力轴承分别与壳体内壁固定连接。

12.如权利要求6或7所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位执行器还包括用于密封第一空腔且支撑所述螺套的滑套，所述螺套的一端穿过所述滑套与所述拉索芯线的一端连接。

13.如权利要求12所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位执行器还包括用于防止拉索芯线的防转件，所述壳体还包括通过所述滑套与所述第一空腔隔离的第二空腔，所述防转件位于第二空腔内，所述螺套的一端通过所述防转件与所述拉索芯线的一端连接。

14.如权利要求13所述的换挡装置，其特征在于：所述挡位执行器还包括位于第二空腔内且与壳体的内壁固定连接的导槽，所述防转件与所述导槽配合且可沿着所述壳体的轴向移动。

15.一种车辆，其特征在于：包括如权利要求1-14任意一项所述的换档装置。

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