CN210423680U - 一种电子换挡机构及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电子换挡机构及汽车，电子换挡机构包括：换挡杆(1)、挡位槽(3)、以及挡位控制器(4)，所述换挡杆(1)的端部(11)***所述挡位槽(3)，所述换挡杆(1)上设置有磁铁(12)，所述挡位控制器(4)内设置有与所述磁铁(12)配合的霍尔传感器(41)。本实用新型通过在换挡杆上设置磁铁以及在挡位控制器内设置有与所述磁铁配合的霍尔传感器，从而减少了电子换挡机构的整体大小。

Description

一种电子换挡机构及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车相关技术领域，特别是一种电子换挡机构及汽车。

背景技术

汽车中一般会安装有换挡机构，现有的换挡机构包括换挡杆，驾驶员通过对换挡杆的操作，从而实现车辆的换挡。

然而，目前换挡机构由于需要进行通过机械操作作用到汽车变速器，因此整体体积较大，需要空间较多。为此，现有的换挡机构，一般放置于中控台上，挤占中控台的空间位置。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种电子换挡机构及汽车。

本实用新型提供一种电子换挡机构，包括：换挡杆、挡位槽、以及挡位控制器，所述换挡杆的端部***所述挡位槽，所述换挡杆上设置有磁铁，所述挡位控制器内设置有与所述磁铁配合的霍尔传感器。

进一步地，所述挡位槽包括停挡槽和换挡槽，所述换挡杆的端部***所述挡位槽，且能***所述停挡槽或所述换挡槽，所述换挡杆的端部还设置有复位弹簧，所述复位弹簧设置为向所述换挡杆的端部施加朝向所述停挡槽方向的复位力。

更进一步地，所述挡位槽包括多个在同一中心轴线上依次设置的所述换挡槽，多个所述换挡槽的中心轴线与所述停挡槽的中心轴线垂直。

再进一步地，多个所述换挡槽分别与所述停挡槽平滑过渡。

再进一步地，还包括十字转轴、以及换挡壳体，所述换挡杆容置在所述换挡壳体内，且所述换挡杆通过所述十字转轴与所述换挡壳体连接。

更进一步地，所述停挡槽的深度大于所述换挡槽的深度。

进一步地，所述换挡杆***所述挡位槽的端部的形状为子弹头形状。

进一步地，所述换挡槽为自润滑换挡槽。

进一步地，所述换挡杆上还设有P挡开关，所述P挡开关与汽车的挡位控制单元通信连接。

进一步地，所述换挡杆上还设置有与汽车的挡位控制单元通信连接的挡位显示器。

本实用新型提供一种汽车，包括车体、以及如前所述的电子换挡机构，所述电子换挡机构设置在所述车体的方向盘管柱上，且所述电子换挡机构的所述霍尔传感器与所述车体的挡位控制单元通信连接。

本实用新型通过在换挡杆上设置磁铁以及在挡位控制器内设置有与所述磁铁配合的霍尔传感器，从而减少了电子换挡机构的整体大小。

附图说明

图1为本实用新型的一种电子换挡机构的结构示意图；

图2为换挡杆和挡位槽配合示意图；

图3为挡位槽示意图；

图4为十字转轴示意图；

图5为电子换挡机构集成到方向盘管柱示意图；

图6为挡位变化示意图；

图7为换挡杆剖面图；

图8为换挡杆另一方向剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一种电子换挡机构，包括：换挡杆1、挡位槽3、以及挡位控制器4，所述换挡杆1的端部11***所述挡位槽3，所述换挡杆1上设置有磁铁12，所述挡位控制器4内设置有与所述磁铁12配合的霍尔传感器41。

具体来说，当驾驶员操作换挡杆1时，换挡杆1在挡位槽3内根据换挡路径活动，挡位控制器4内包括的霍尔传感器41与换挡杆1上的磁铁12一起通过霍尔原理输出挡位信号。由于霍尔传感器41固定不动，而磁铁12会随着换挡杆1的活动而活动，因此，在不同的挡位，磁铁12 与霍尔传感器41的距离将会不同，从而输出不同的挡位信号。磁铁12 可以通过固定件121固定在换挡杆1上。

本实用新型通过在换挡杆上设置磁铁以及在挡位控制器内设置有与所述磁铁配合的霍尔传感器，从而减少了电子换挡机构的整体大小。

在其中一个实施例中，所述挡位槽3包括停挡槽31和换挡槽32，所述换挡杆1的端部11***所述挡位槽3，且能***所述停挡槽31或所述换挡槽32，如图7和图8所示，所述换挡杆1的端部11还设置有复位弹簧15，所述复位弹簧15设置为向所述换挡杆1的端部11施加朝向所述停挡槽31方向的复位力。

具体来说，由于复位弹簧向换挡杆1的端部11施加朝向所述停挡槽 31方向的复位力，因此，驾驶员松开换挡杆1时，换挡杆1的端部11 将会停留在停挡槽31内。而驾驶员换挡时，需要向远离停挡槽31的方向施加力来克服复位弹簧的复位力，然后选择相应的换挡槽32进行换挡。

优选地，换挡槽32包括D挡、N挡和R挡。

本实施例为驾驶员提供新的换挡体验，增加了换挡动作，使得驾驶员可以更精确的选择目标挡位。复位弹簧，保证换挡杆的端部在运动过程中始终紧贴挡位槽运动。

如图3所示，在其中一个实施例中，所述挡位槽3包括多个在同一中心轴线上依次设置的所述换挡槽32，多个所述换挡槽32的中心轴线与所述停挡槽31的中心轴线垂直。

本实施例的挡位槽3为T型挡位槽，优选地，D挡、N挡、R挡依次设置。

在其中一个实施例中，多个所述换挡槽32分别与所述停挡槽31平滑过渡。

本实施例多个所述换挡槽32分别与所述停挡槽31平滑过渡，使得驾驶员在任一换挡槽32松手时，换挡杆1都能够平顺地滑至停挡槽31。

在其中一个实施例中，还包括十字转轴2、以及换挡壳体5，所述换挡杆1容置在所述换挡壳体5内，且所述换挡杆1通过所述十字转轴2 与所述换挡壳体5连接。

本实施例，换挡杆1通过十字转轴2与换挡壳体5连接，十字转轴用于将换挡杆固定于换挡壳体上，并通过两个轴，实现换挡杆两个方向的转动。

优选地，换挡杆1通过十字转轴2上两个卡槽21与换挡壳体5连接。

在其中一个实施例中，所述停挡槽31的深度大于所述换挡槽32的深度。

复位弹簧15设置为向所述换挡杆1的端部11施加朝向所述停挡槽 31方向的复位力，由于停挡槽31的深度设置为大于换挡槽32的深度，因此，在本实施例中，即复位弹簧15设置为向所述换挡杆1的端部11 施加沿换挡杆1的轴线向下的复位力。当驾驶员松开换挡杆1时，端部 11将会向停挡槽31滑落，而不会停留在换挡槽32。

本实施例在停挡槽深度最深，其他挡位槽呈不等半径均匀T型平滑分布，使其可实现三个挡位切换，且只有一个位置可停。

在其中一个实施例中，所述换挡杆1***所述挡位槽3的端部11的形状为子弹头形状。

本实施例的子弹头形状，能够便于换挡杆1在挡位槽3内平顺滑动。

在其中一个实施例中，所述挡位槽3为自润滑换挡槽。

本实施例的自润滑换挡槽，能够便于换挡杆1在挡位槽3内平顺滑动。

在其中一个实施例中，所述换挡杆1上还设有P挡开关13，所述P 挡开关13与汽车的挡位控制单元通信连接。

本实施例通过P挡开关13实现P挡换挡。P挡开关优选为自复位按钮，在按压之后触发一个P挡信号，然后自行复位。

在其中一个实施例中，所述换挡杆1上还设置有与汽车的挡位控制单元通信连接的挡位显示器14。

本实施例增加挡位显示器14，以显示当前挡位。

如图5所示，本实用新型提供一种汽车，包括车体、以及如前所述的电子换挡机构，所述电子换挡机构设置在所述车体的方向盘7的管柱上，且所述电子换挡机构的所述霍尔传感器41与所述车体的挡位控制单元通信连接。

本实施例将电子换挡机构集成到方向盘7的管柱上，从而大大提高了中控台的利用率，增加整车的储物空间。

作为本实用新型最佳实施例，如图1至图5所示，一种电子换挡机构，包括：换挡杆1、十字转轴2、T型挡位槽3、挡位控制器4、换挡壳体5、以及套在所述换挡杆1上的换挡手柄6，所述的十字转轴2用于将换挡杆1固定于换挡壳体5上，并通过两个轴，实现换挡杆1两个方向的转动，十字转轴2安装固定于换挡壳体5上，换挡杆1通过十字转轴2 上两个卡槽21与其固定；所述的T型挡位槽3，实现换挡T型换挡路径，所述换挡杆1的端部11为子弹头形状，端部11***所述挡位槽3，所述换挡杆1上设置有磁铁12，所述挡位控制器4双3D霍尔传感器41与换挡杆1上的磁铁12一起通过霍尔原理输出挡位信号；

所述挡位槽3包括停挡槽31和多个在同一中心轴线上依次设置的换挡槽32，多个所述换挡槽32的中心轴线与所述停挡槽31的中心轴线垂直，换挡槽32包括D挡、N挡、以及R挡，所述换挡杆1的端部11***所述挡位槽3，且能***所述停挡槽31或所述换挡槽32，所述换挡杆1 的端部11还设置有复位弹簧15，所述复位弹簧15设置为向所述换挡杆 1的端部11施加朝向所述停挡槽31方向的复位力，即复位弹簧15设置为向所述换挡杆1的端部11施加沿换挡杆1的轴线向下的复位力，挡位槽3材料为自润滑材料，在停挡槽31深度最深，其他换挡槽32呈不等半径均匀T型平滑分布，使其可实现3个挡位切换，且只有一个位置可停；

换挡杆1上还设有P挡开关13、以及挡位显示器14；

其中，挡位显示器14为显示器面板，包括P、R、N、D位显示和带有箭头的换挡操作方式的标识，可以设置在换挡杆1或换挡手柄6上。P 挡开关13为P挡按钮，通过换挡杆顶端并排的两个开关实现，只有两个开关同时按下才会触发P挡信号开关按钮实现。

电子换挡机构集成在方向盘7的管柱上。可以在换挡控制器4内设置挡位控制单元，也可以将挡位控制单元集成到汽车的挡位执行机构。

如图6所示为换挡挡位示意图，根据当前挡位和换挡操作来识别下次的挡位；Null所在的行代表当前的挡位，向后换挡都是直接进入N挡，只有执行了两个方向的操作后才会进入非N挡，目的是为了安全考虑，防止无意识下的误触发。当驾驶员松开换挡杆后，换挡杆会在复位弹簧的作用下，滑落回停挡槽31。挡位变化由霍尔传感器41根据磁铁12的距离产生不同的信号。当换挡杆滑落至停挡槽31时，挡位不发生变化，当换挡杆进入不同的换挡槽32时，根据磁铁12与霍尔传感器41的距离触发不同的换挡信号，为了防止误触发，只有换挡杆1在其中一个换挡槽32中停留预设时间后，才根据对应的换挡信号进行换挡。其中，下述方向为驾驶员的换挡操作方向。由于驾驶员的换挡部位与端部11关于十字转轴对称，因此端部11的运动方向与驾驶员的操作方向相反。例如向后为：驾驶员指向方向盘的方向换挡，此时端部11向远离方向盘的方向运动，从停挡槽31进入N挡的换挡槽32。具体说明如下：

当前挡位为P挡，向后进入N挡，向后，再向下进入D挡；向后，再向上进入R挡；

当前挡位为R挡，向后进入N挡，向后，再向下进入D挡；向后，再向上仍为R挡；

当前挡位为N挡，向后仍进入N挡，向后，再向下进入D挡；向后，再向上进入R挡；

当前挡位为D挡，向后进入N挡，向后，再向下仍进入D挡；向后，再向上进入R挡。

驾驶员在挡位操作时，例如进入D挡，换挡杆1沿着十字转轴2先向后，再向上，换挡杆1的子弹头端部11沿着T型挡位槽3，进入D挡位置，同时安装在换挡杆1上的磁铁12会随之运动，挡位控制器4上的 3D霍尔传感器41会探测到不同的磁场强度，输出不同的电压输出信号，挡位控制器4根据电压值识别出D挡位置，并将D挡的请求发给变速箱挡位执行器，带变速箱执行完挡位请求后，挡位控制器4将当前的D挡高亮的请求发给挡位显示器14，挡位显示器14会使得当前D挡位高亮，代表D挡的过程完成。驾驶员松开换挡杆1，换挡杆1会回到初始位置，等待下次的换挡开始。除P挡以外，其他的挡位操作的过程原理同换至D 挡的过程相同。P挡开关13为自复位按钮，在按压之后只是触发一个信号，然后自行复位，通过按换挡杆1顶端的P挡开关13，P挡的信号就直接发送给挡位控制器4，挡位控制器4请求变速箱换挡至P挡，接收到变速箱进入P挡信号后，挡位控制器4将当前的P挡高亮的请求发给挡位显示器14，挡位显示器14会使得当前P挡位高亮。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电子换挡机构，其特征在于，包括：换挡杆(1)、挡位槽(3)、以及挡位控制器(4)，所述换挡杆(1)的端部(11)***所述挡位槽(3)，所述换挡杆(1)上设置有磁铁(12)，所述挡位控制器(4)内设置有与所述磁铁(12)配合的霍尔传感器(41)。

2.根据权利要求1所述的电子换挡机构，其特征在于，所述挡位槽(3)包括停挡槽(31)和换挡槽(32)，所述换挡杆(1)的端部(11)***所述挡位槽(3)，且能***所述停挡槽(31)或所述换挡槽(32)，所述换挡杆(1)的端部(11)还设置有复位弹簧(15)，所述复位弹簧(15)设置为向所述换挡杆(1)的端部(11)施加朝向所述停挡槽(31)方向的复位力。

3.根据权利要求2所述的电子换挡机构，其特征在于，所述挡位槽(3)包括多个在同一中心轴线上依次设置的所述换挡槽(32)，多个所述换挡槽(32)的中心轴线与所述停挡槽(31)的中心轴线垂直。

4.根据权利要求3所述的电子换挡机构，其特征在于，多个所述换挡槽(32)分别与所述停挡槽(31)平滑过渡。

5.根据权利要求3所述的电子换挡机构，其特征在于，还包括十字转轴(2)、以及换挡壳体(5)，所述换挡杆(1)容置在所述换挡壳体(5)内，且所述换挡杆(1)通过所述十字转轴(2)与所述换挡壳体(5)连接。

6.根据权利要求2所述的电子换挡机构，其特征在于，所述停挡槽(31)的深度大于所述换挡槽(32)的深度。

7.根据权利要求1所述的电子换挡机构，其特征在于，所述换挡杆(1)***所述挡位槽(3)的端部(11)的形状为子弹头形状。

8.根据权利要求1所述的电子换挡机构，其特征在于，所述挡位槽(3)为自润滑换挡槽。

9.根据权利要求1所述的电子换挡机构，其特征在于，所述换挡杆(1)上还设有P挡开关(13)，所述P挡开关(13)与汽车的挡位控制单元通信连接。

10.根据权利要求1所述的电子换挡机构，其特征在于，所述换挡杆(1)上还设置有与汽车的挡位控制单元通信连接的挡位显示器(14)。

11.一种汽车，其特征在于，包括车体、以及如权利要求1至10任一项所述的电子换挡机构，所述电子换挡机构设置在所述车体的方向盘(7)的管柱上，且所述电子换挡机构的所述霍尔传感器(41)与所述车体的挡位控制单元通信连接。

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