一种车用换挡装置的制作方法

本实用新型涉及车辆
技术领域：
，特别涉及一种车用换挡装置。
背景技术：
：目前，车辆上采用的电子换挡器主要分为单稳态换挡器和多稳态换挡器，其中单稳态换挡器的换挡操作手柄有唯一的位置，动作发生后手柄会回到初始位置，从而称为单稳态，而多稳态换挡器的换挡操作手柄依据挡位的多少设置动作位置，动作发生后会停留在当前动作位置，从而称为多稳态。这两种电子换挡器通过子弹头和滑轨控制换挡器动作位置，再进一步通过冗余的传感器和软件运算机制保证信号的准确性，其软件成本高，机械结构复杂，且无法防止过操作对电子换挡器的损伤。另外，这两种电子换挡器属于静态换挡器，只能在操作状态下展示挡位，在非操作状态下则不具备任何作用。技术实现要素：有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车用换挡装置，以解决现有电子换挡器成本高、机械结构复杂、功能单一等问题。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种车用换挡装置，所述车用换挡装置包括：壳体；旋钮，其从所述壳体的上表面凸出来，并能够围绕旋转轴线转动；以及电气组件，其安装在所述壳体内，并通过转动传递机构带动所述旋钮转动或响应于所述转动传递机构传递的所述旋钮产生的转动来感应出用于进行挡位切换的第一路电信号。进一步的，所述车用换挡装置还包括：换挡器面板，其安装在所述壳体的上表面，并连接所述电气组件，用于在所述电气组件的控制下进行电源显示和车辆挡位显示。进一步的，所述换挡器面板上安装有解P按钮，所述解P按钮与所述电气组件连接，用于响应于所述解P按钮的按下状态而产生解P信号，再通过所述电气组件将所述解P信号发送至车辆的变速器控制器。进一步的，所述旋钮为内部设置有文字和/或模型的透明旋钮，且所述文字和/或模型在所述旋钮旋转时展示给用户。进一步的，所述转动传递机构采用行星齿轮组，所述行星齿轮组连接在所述旋钮和所述电气组件之间，以向所述旋钮和所述电气组件中的一者传递另一者产生的转动。进一步的，所述电气组件包括：主控制器，其连接车辆的变速器控制器，以向所述变速器控制器传输所述第一路电信号；第一驱动控制器，其连接所述主控制器，并通过所述主控制器的控制，在用户未操作所述旋钮时开启，在用户操作所述旋钮时关闭；第二驱动控制器，其连接所述主控制器，并通过所述主控制器的控制，在用户未操作所述旋钮时关闭，在用户操作所述旋钮时开启；以及互相配合的定子绕组和永磁转子；其中，在所述第一驱动控制器开启时，所述定子绕组产生交变磁场以驱动所述永磁转子转动，所述永磁转子再通过所述转动传递机构带动所述旋钮转动；在所述第二驱动控制器开启时，所述定子绕组中断产生交变磁场，所述旋钮通过所述转动传递机构带动所述永磁转子转动以在所述定子绕组中感应出所述第一路电信号。进一步的，所述电气组件还包括：霍尔传感器组，其中所述旋钮通过所述转动传递机构带动所述永磁转子转动以在所述霍尔传感器组中感应出第二路电信号，且所述主控制器向所述变速器控制器传输所述第二路电信号。进一步的，所述定子绕组、所述永磁转子和所述霍尔传感器组集成在PCB板上。进一步的，所述旋钮上设置有触摸传感器，其响应于用户触摸所述旋钮而产生感应信号，并将所述感应信号传输给所述主控制器，所述主控制器接收所述感应信号后控制所述第一驱动控制器关闭，控制所述第二驱动控制器开启。进一步的，所述第一驱动控制器和所述第二驱动控制器集成在所述主控制器中。相对于现有技术，本实用新型所述的车用换挡装置具有以下优势：(1)没有固定的挡位位置，可通过用户操作的旋转方向、角度和动作时间，逻辑计算目标挡位，即实现了相对于现有单稳态和多稳态电子换挡器的零稳态换挡方式。(2)机械部件设计简单，容错性高，过转动不会损伤机械部件，提高使用耐受性。(3)透明旋钮的设计可以给驾驶员展示旋钮内的文字和/或模型，提高了整车精致感知。(4)能用较低的软件成本建立车用换挡装置的防错机制。本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：图1为本实用新型实施例所述的车用换挡装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例所述的车用换挡装置的俯视图；图3为本实用新型实施例所述的车用换挡装置的等轴测视图；图4为本实用新型实施例所述的车用换挡装置的正视图；图5为图4的车用换挡装置对应的D-D剖视图；图6是本实用新型实施例所述的车用换挡装置的电气工作原理示意图；图7为本实用新型实施例所述的车用换挡装置的装配示意图。附图标记说明：1-壳体，2-旋钮，3-旋转轴线，4-电气组件，5-转动传递机构，6-换挡器面板，7-解P按钮，8-变速器控制器，9-触摸传感器，10-CAN收发器，41-主控制器，42-第一驱动控制器，43-第二驱动控制器，44-定子绕组，45-永磁转子，46-霍尔传感器组，47-PCB板，51-太阳轮，52-行星轮，53-行星架。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实用新型实施例给出了一种车用换挡装置，图1是该车用换挡装置的剖视图。如图1所示，所述车用换挡装置包括：壳体1；旋钮2，其从所述壳体1的上表面凸出来，并能够围绕旋转轴线3转动；以及电气组件4，其安装在所述壳体1内，并通过转动传递机构5带动所述旋钮2转动或响应于所述转动传递机构5传递的所述旋钮2产生的转动来感应出用于进行挡位切换的第一路电信号。具体地，电气组件4通过转动传递机构5带动所述旋钮2自转动或响应于所述转动传递机构传递的所述旋钮2在不同挡位产生的转动来感应出用于进行挡位切换的第一路电信号。进一步地，该车用换挡装置还可以包括换挡器面板6，其安装在所述壳体1的上表面，并连接所述电气组件4，用于在所述电气组件4的控制下进行电源显示和车辆挡位显示。图2是图1对应的车用换挡装置的俯视图，且图1为图2的A-A剖视图。如图2所示，换挡器面板6上可设置有“P”、“R”、“N”、“D”至少四个挡位指示灯，当旋钮2旋转至相应挡位，而电气组件4检测出车辆已处于相应挡位时，控制相应的挡位指示灯进行挡位指示。此外，换挡器面板6上还可以设置解P按钮7等，该解P按钮7的具体作用将在下文详细介绍。图3是图1对应的车用换挡装置的等轴测视图。如图3所示，所述壳体1优选为方形，所述换挡器面板6优选为可拆卸地固定在所述壳体1的上表面，以形成外观封闭但可拆卸的换挡器结构，且所述旋钮2优选为穿过换挡器面板6的中心而从所述壳体1的上表面凸出来。目前单稳态和多稳态的电子换挡器均为静态换挡器，即只有用户操作介入的情况下才能动作。对此，本实施例配置了旋钮2，其既能在用户操作介入的情况下旋转至相应挡位，也能在无用户操作的状态下自旋转以进行品牌展示等，从而提高了换挡器与用户的交互程度。具体地，所述旋钮2内可以设置有文字和/或模型，且可以配置文字和/或模型在所述旋钮2旋转时展示给用户。旋钮2内的文字和/或模型可以以摆件的形式存在，如设置Logo&model形式的摆件，其中Logo指整车品牌等，model指整车模型等。本实施例的旋钮2可以采用能够360度自旋转的旋钮，其以一定的速率旋转，展示旋钮内的文字和/或图案。更为优选地，旋钮2为可显示其内部文字和/或模型的透明旋钮，其和摆件可以用高透光性树脂一次注塑而成，以提高品牌精致感知。进一步地，本实施例的转动传递机构5采用行星齿轮组，所述行星齿轮组连接在所述旋钮2和所述电气组件4之间，以向所述旋钮2和所述电气组件4中的一者传递另一者产生的转动。图4是图1对应的车用换挡装置的正视图，图5是图4的D-D剖视图。如图5所示，行星齿轮组包括太阳轮51、与太阳轮51齿合的多个行星轮52以及与多个行星轮52的外侧齿合的行星架53，行星架53与旋钮2固连，从而可以带动旋钮2转动，而太阳轮51与电气组件4的相应部件连接，从而可以带动该部件旋转。这里，关于与太阳轮51连接的电气组件4的相应部件将在下文具体介绍。图6是图1对应的车用换挡装置的电气工作原理示意图。结合图1和图6，本实施例的电气组件4可以包括：主控制器41，其连接车辆的变速器控制器8，以向所述变速器控制器8传输所述第一路电信号；第一驱动控制器42，其连接所述主控制器41，并通过所述主控制器41的控制，在用户未操作所述旋钮2时开启，在用户操作所述旋钮2时关闭；第二驱动控制器43，其连接所述主控制器41，并通过所述主控制器41的控制，在用户未操作所述旋钮2时关闭，在用户操作所述旋钮2时开启；以及互相配合的定子绕组44和永磁转子45。其中，在所述第一驱动控制器42开启时，所述定子绕组44产生交变磁场以驱动所述永磁转子45转动，所述永磁转子45再通过所述转动传递机构5带动所述旋钮2转动；在所述第二驱动控制器43开启时，所述定子绕组44中断产生交变磁场，所述旋钮2通过所述转动传递机构5带动所述永磁转子45转动以在所述定子绕组44中感应出所述第一路电信号。需说明的是，本实施例中的主控制器41还可以进一步被配置为进行电源管理和指示灯控制等，其为主控制器能实现的常规功能，且不属于本实施例需要重点描述的内容，故在此不再赘述。本实施例中，互相配合的定子绕组44和永磁转子45相当于构成了用于驱动转动传递机构5动作的永磁电机，其既可以提供驱动力，又能反向作为相对于旋钮2的旋转信号采集装置。进一步地，所述电气组件4还可以包括：霍尔传感器组46，其中所述旋钮2通过所述转动传递机构5带动所述永磁转子45转动以在所述霍尔传感器组46中感应出第二路电信号，且所述主控制器41向所述变速器控制器8传输所述第二路电信号。优选地，该霍尔传感器组46可以包括3个成圆周分布的霍尔传感器。为使电子部件更为集成，本实施例中将所述定子绕组44、所述永磁转子45和所述霍尔传感器组46集成在PCB板47上，通过该PCB板47还可以减少信号线和电源线的飞线布置，全部采用引线框架(leadframe)方式布置，提高了电气组件的电磁抗干扰能力。此外，所述第一驱动控制器42和所述第二驱动控制器43也可集成在所述主控制器41中，也可设置为独立的器件，而所述主控制器41优选为采用MCU(MasterControlUnit，主控制单元)。如此，使得电气组件的集成度更高，有利于实现电气组件的轻量化和小型化。进一步地，本实施例的所述旋钮2上还可以设置有触摸传感器9，其响应于用户触摸所述旋钮2而产生感应信号，并将所述感应信号传输给所述主控制器41，所述主控制器41接收所述感应信号后控制所述第一驱动控制器42关闭，控制所述第二驱动控制器43开启。其中，所述触摸传感器可以采用电阻传感器或电容传感器。另外，所述换挡器面板6上的解P按钮7也与所述主控制器41，用于响应于所述解P按钮的按下状态而产生解P信号，再通过所述主控制器将所述解P信号发送至车辆的变速器控制器以解除P挡位状态。图7示出了图1对应的装配示意图，在按上述描述配置好构成本实施例的车用换挡装置的各部件后，可通过必要的连接件按顺序装置好车用换挡装置，装配好的车用换挡装置的外观如图3所示。装配完全本实施例的车用换挡装置后，参考图1和图6，下面具体介绍本实施例的车用换挡装置在各种状态下的工作原理。1)非操作状态非操作状态即用户未触摸旋钮2。该状态下，主控制器41关闭第二驱动控制器43，开启第一驱动控制器42，电气组件4输出三相(u、v、w)电压至定子绕组44，定子绕组44产生交变的磁场驱动永磁铁转子45转动，永磁转子45带动行星齿轮组中的太阳轮51将旋转传递给行星轮52，行星轮52带动行星架53转动，行星架53再带动旋钮2旋转以展示旋钮内的文字和/或模型。2)操作状态该状态下，用户手触摸旋钮2，分布在旋钮2上的触摸传感器9将感应信号传递给电气组件4，主控制器41关闭第一驱动控制器42，开启第二驱动控制器43，中断对定子绕组44的三相电压输出，旋钮2停止转动；用户旋转旋钮2，旋钮2通过行星齿轮组带动永磁转子45转动，在定子绕组44和霍尔芯片组46中均感应出感应电流，即第一路电信号和第二路电信号，电气组件4接收这两路感应出的电信号，根据信号的相位、周期、值，由主控制器41计算旋钮2的旋向和旋转角度，再通过CAN收发器10发送给变速器控制器8进行挡位切换。这里，第一路电信号和第二路电信号可以用于信号对比检验，而利用不同物理原理进行信号对比校验，更能提高电气组件信号输出的可靠性，从而提高电子换挡器的使用安全性。3)解P状态当前挡位为P挡时，按下解P按钮7，电气组件4上的主控制器41通过CAN收发器10将解P信号发送至变速器控制器进行挡位切换。4)其他挡位工作状态本实用新型实施例主要涉及P、N、R、D四个挡位，设这四个挡位以图2中示出的形式排列，即顺针时手动旋转旋钮2时，依次对应为P挡、N挡、R挡和D挡。如此，在进行挡位切换时，旋转旋钮2所呈现的挡位工作状态可以如表1所示。表1挡位工作状态表当前挡位状态旋转方向旋转次数旋转角度时间目标挡位N顺时针Once＞26°＜2SDN逆时针Once＞26°＜2SRD逆时针Once＞26°＜2SND逆时针Twice＞26°＜2SRR顺时针Twice＞26°＜2SDR顺时针Once＞26°＜2SNR、N、D逆时针Once＞180°＜1SP需说明的是，表1中涉及的数据是示例性的，本实用新型并不限制于此。综上所述，本实用新型实施例的车用换挡装置具有以下几个方面的优点：1)没有固定的挡位位置，可通过用户操作的旋转方向、角度和动作时间，逻辑计算目标挡位，即实现了相对于现有单稳态和多稳态电子换挡器的零稳态换挡方式。2)机械部件设计简单，容错性高，过转动不会损伤机械部件，提高了使用耐受性。3)透明旋钮的设计可以给驾驶员展示旋钮内文字或图案，提高了整车精致感知。4)能用较低的软件成本建立车用换挡装置的防错机制。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3