[發明專利]一種換擋無死點的電子旋鈕換擋機構總成

有效

• 申請號: 202110456715.8
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113124143B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 關斌;芶桁
• 申請（專利權）人: 重慶睿格汽車部件有限公司
• 主分類號: F16H59/02
• 分類號: F16H59/02;F16H61/02;F16H63/40
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬建

本發明公開了一種換擋無死點的電子旋鈕換擋機構總成，包括下殼和上殼，所述下殼內固定安裝有主控板，主控板上安裝有旋轉霍爾元件；所述上殼內固定安裝有支座體，所述支座體內固定安裝有擋位塊，所述擋位塊內側設置有擋位齒形，所述支座體內還轉動安裝有感應輪，所述感應輪的外側具有外齒，所述感應輪正對旋轉霍爾元件固定安裝有永磁體；所述支座體內轉動安裝有擋位輪，所述擋位輪的外側固定安裝有外齒，所述擋位輪的外齒和感應輪的外齒嚙合，所述擋位輪的兩端設置有頂針盲孔，所述頂針盲孔內安裝有頂針彈簧和頂針，所述頂針與擋位齒形配合，所述旋鈕穿過上殼通過儲力機構帶動擋位輪轉動。本發明具有減少機構報錯的幾率，提高駕駛安全性的優點。

技術領域

本發明涉及電子換擋器技術領域，特別是涉及一種換擋無死點的電子旋鈕換擋機構總成。

背景技術

隨著電子技術在汽車領域的飛速發展，現今汽車上越來越多的使用電子控制系統替代原有的機械控制單元，例如換擋器、執行器、駐車等等，這些電子機構也替換了以前體積碩大、笨重的機械機構，體積越來越小、重量越來越輕，操作越來越簡單，使現今汽車快速向智能化推進。

在這些電子機構中，數換擋機構的變化最大、最廣。

以前的換擋器受機械傳動控制的限制，無論換擋器安裝在哪里，如地板上、前儀表板支架上、方向盤下部的組合開關上等，均采用了擋桿操作形式。

現今電控單元的推廣，以前都不敢想象的旋鈕式換擋器誕生了。由于換擋方式簡單，跟家里的風扇等采用旋鈕操作的機構一樣；換擋力輕巧，即使力氣較小的女士都可以輕松駕馭，很快就得到了市場的認可，至今，已經發展到第二代產品了。

旋鈕換擋器是通過換擋時，駕駛員轉動旋鈕，旋鈕通過咬合齒形帶動擋位輪旋轉，在擋位輪上安裝了頂針彈簧和頂針，在頂針對應支座體上設計了對應的換擋齒形，通過與頂針、頂針彈簧、擋位輪的配合使用，實現換擋手感。在擋位輪上設計有齒輪結構，擋位輪旋轉時同時帶動感應輪旋轉，感應輪上同樣設計了齒輪結構，這樣安裝在感應輪上的永磁體就會隨感應輪一起旋轉，永磁體旋轉時會使磁場發生改變，在永磁體對應位置的主控板總成上布置了旋轉霍爾元件，霍爾元件會去感應永磁體引起的磁場變化，并輸出這個變化角度，實現換擋信號的輸出。

如圖1所示，由于采用較小的換擋力，約5N至8N，考慮到換擋噪音問題，換擋擋位塊的齒形1齒尖高度就不大，擋位塊均采用塑料材料制造。塑料材料在制造時，當出現尖點結構時，注塑時會自動產生圓角現象，也就是R圓角，考慮到換擋過程順滑，這個R圓角也是需要存在的。換擋時，頂針在齒根2時開始爬坡，這個時候的換擋力等于爬坡阻力加上摩擦阻力，這個換擋力可以被感覺到；當頂針運動過程中，換擋力會越來越小，當運動到這個R圓角最高點時，換擋力就沒有了，剩下的就是摩擦阻力，加之頂針彈簧4受壓后力值較大，再加之材料之間會產生摩擦力，所以當施加的換擋力與換擋摩擦力接近時，頂針就會在齒形的尖點3停留、站住，形成換擋過程死點現象。當出現這個現象的時候，機構的中央處理器無法判別具體的擋位，會引起換擋擋位輸出錯誤，引起中央處理器誤判換擋擋位失效，從而引起汽車操控失效，嚴重的，引起交通事故。所以這個R圓角不能沒有，做多大合適是現今擋位塊齒形設計的一大難點。

如果有一個自動產生的沿換擋方向的推力，當頂針運動到齒形尖點，換擋爬坡角度結束，剩下的就只是摩擦力，摩檫力通常很小，這個自動產生的向前推的力只要比摩擦力大，可以繼續推動頂針繼續運動，就不會出現死點現象。

當換擋過程中出現換擋死點現象，換擋器上的微型中央處理器無法識別、判斷旋轉霍爾元件發送來的角度信號，就會斷定擋位故障，并將故障信號發送給汽車，當汽車上的中央處理器接收到這個擋位故障信號時，就會做出相應的一系列不受駕駛員操控的整車自動控制，例如接管駕駛員的加速器(油門)操作權，同時發出整車故障信號閃爍燈光，打開應急車燈，然后實施緊急制動等等。