汽车电子换挡装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车电子换挡装置及其控制方法，其中换挡装置包括：基座；固定在所述基座上的步进电机，该步进电机具有水平伸出的电机输出轴；与所述电机输出轴传动连接的丝杆；滑动连接在所述基座上、且与所述丝杆螺纹配合的滑台；与所述滑台相连的换挡拉锁；与所述步进电机的电机控制器相连的换挡旋钮或换挡按钮；以及安装在所述基座上、以感应所述滑台位置的接近开关，并且该接近开关也与所述步进电机的电机控制器相连。本换挡装置无需使用传统的换挡杆，采用旋转按钮或按键按钮来实现换挡，满足了市场的需要，同时也提高了同类车型的竞争能力。
【专利说明】
汽车电子换挡装置及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种汽车部件，具体涉及一种汽车电子换挡装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车技术的日益发展，汽车上的配置都在走“豪华”“科技”的路线，换挡杆也由最传统的机械式逐步转变为电子式，操作也在不停的简化。
[0003 ]然而现有的电子式换挡装置普遍存在以下两个问题:
[0004]1、如果车辆断电或者出现重大事故的时候容易锁住档位，导致换不了其他档位。
[0005]2、当汽车处在前进档(D档)向前行驶时，若驾驶者误按了倒车档(R档)按钮，不仅容易损坏变速箱，而且很可能产生严重的交通事故。
【发明内容】
[0006]本发明目的是:针对上述技术问题，提出一种汽车电子换挡装置及其控制方法，无需使用传统的换挡杆，采用旋转按钮或按键按钮来实现换挡，满足了市场的需要，同时也提高了同类车型的竞争能力。
[0007]本发明的技术方案是:所述的汽车电子换挡装置包括:
[0008]基座；
[0009]固定在所述基座上的步进电机，该步进电机具有水平伸出的电机输出轴；
[0010]与所述电机输出轴传动连接的丝杆；
[0011 ]滑动连接在所述基座上、且与所述丝杆螺纹配合的滑台；
[0012]与所述滑台相连的换挡拉锁；
[0013]与所述步进电机的电机控制器相连的换挡旋钮或换挡按钮;以及
[0014]安装在所述基座上、以感应所述滑台位置的接近开关，并且该接近开关也与所述步进电机的电机控制器相连。
[0015]本发明这种换挡装置在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案:
[0016]所述步进电机的电机控制器与汽车的车速感应器相连。
[0017]所述基座上设有两根平行布置的水平导轨，所述滑台滑动套设在这两根水平导轨上。
[0018]所述水平导轨的横截面为圆形。
[0019]所述丝杆和所述电机输出轴同轴布置，并且二者是通过联轴器相连接的。
[0020]所述换挡拉锁是通过铁支架与所述滑台相连接的。
[0021 ] 所述步进电机的型号为ST-MD42H，所述接近开关的型号为LJ12A3-4-Z/BX。
[0022]所述步进电机是通过螺栓固定在所述基座上的。
[0023]上述汽车电子换挡装置的控制方法的特点在于:当车辆因故障断电而再次通电后，所述接近开关检测滑台是否处于P挡位置并将其检测到的位置信号输出至步进电机的电机控制器，如果检测到滑台处于非P档位置，那么电机控制器控制步进电机运行而带动滑台移动至P档位置。
[0024]作为优选，车速感应器检测汽车的车速，并将其检测到的车速信号传输至步进电机的电机控制器，步进电机的电机控制器只有同时得到车速为零和倒车选档信号时，车辆真正处于R档位倒车行驶
[0025]本发明具有以下优点:
[0026]1、高科技感。此换挡装置可以选用按钮换挡或者旋钮换挡作为操作终端，比传统机械换挡杆换挡美观，节约空间。能体现高科技感。
[0027]2、高稳定性。此机构采用步进电机PffM控制，稳定性可靠。
[0028]3、装配及检修方便性。通过实际装车试制的过程，完全符合整车厂总装各种装配工艺的要求，且装配空间及操作的方便性很强。
[0029]4、通用性好。此结构适配大多数变速箱，既缩短了整车设计开发时间又降低设计更改的成本。
[0030]5、经济性好。该产品设计过程中应用了平台化及模块化的理念，产品可实现了批产化，以后的项目可以完全借用，缩短了产品开发周期，降低了设计投入，更早的抢占市场。[0031 ] 6、本装置可避免车辆断电或者出重大事故时候容易锁住档位，导致车辆无法切换其他档位的问题
[0032]7、本装置可避免汽车在前进档行驶时误挂倒车档容易产生严重交通事故的问题。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为本发明实施例这种汽车电子换挡装置的立体图；
[0035]图2为本发明实施例这种汽车线束固定装置的主视图；
[0036]图3为本发明实施例这种汽车线束固定装置的俯视图；
[0037]其中:1-基座，Ia-水平导轨，2-步进电机，3_丝杆，4_滑台，5_换挡拉锁，6_接近开关，7-铁支架，8-联轴器。
【具体实施方式】
[0038]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0039]图1?图3示出了本发明这种汽车电子换挡装置的一个具体实施例，该装置包括:基座1、步进电机2、丝杆3、滑台4、换挡拉锁5、换挡旋钮(或换挡按钮)。其中，步进电机2通过螺栓固定在基座I上，其具有水平伸出的电机输出轴。丝杆3通过联轴器8与所述步进电机的电机输出轴同轴连接。滑台4滑动连接在基座I上，并且滑台4与丝杆3螺纹配合(滑台4上开设有螺纹通孔，丝杆3旋入该螺纹通孔内)。本例中滑台4和基座I的滑动连接结构具体为:基座I上设有两根平行布置的水平导轨la，滑台4滑动套设在这两根水平导轨Ia上。为了方便加工，同时为了防止滑台4与水平导轨Ia卡涉，本例将所述水平导轨Ia的横截面形状设置成圆形。换挡拉锁5通过铁支架7与滑台4相连。换挡旋钮(或换挡按钮)与步进电机2的电机控制器相连。接近开关6安装在所述基座I上，其能够感应所述滑台4位置，并且接近开关6也与所述步进电机2的电机控制器相连。
[0040]实际应用时，汽车驾驶者手动操作换挡旋钮(或换挡按钮)而选择所需的档位，电机控制器接收到换挡旋钮的换挡(选档)动作，而触发步进电机2驱动丝杆3旋转一定圈数，丝杆3带动与之螺纹配合的滑台4沿着丝杆轴向移动，滑台4带动换挡拉锁5运动，从而实现换挡(选档)操作。比如:当换挡旋钮或换挡按钮给出R档(倒档)信号，根据变速箱参数定义，P档到R档的换挡拉锁行程位30mm，步进电机2驱动丝杆3旋转让滑台平移30mm，从而拉动换挡拉锁行程30mm，实现了换R档操作，其他档位以此类推。
[0041]显然，步进电机2和接近开关6的供电电源为车内电源。如果在车辆因故障断电而再次通电后，接近开关6检测滑台4是否处于P挡位置并将其检测到的位置信号输出至步进电机2的电机控制器，如果检测到滑台4处于非P档位置(不处于P挡位置)，那么电机控制器控制步进电机2运行而带动滑台4移动至P档位置。这样可避免车辆断电或者出重大事故时候容易锁住档位，导致车辆无法切换其他档位的问题。
[0042 ]此外，本例还将步进电机2的电机控制器与汽车的车速感应器相连，从而使得电机控制器能够得到汽车的车速信号。步进电机2的电机控制器只有同时得到车速为零和倒车信号(换挡旋钮旋至R档位)时，车辆真正倒出行驶。当汽车处在前进档(D档)向前行驶时，若驾驶者误将换挡旋钮旋至倒车档位(R档)，车辆并不真正立即进入倒车模式，而是在驾驶者将汽车减速至停止后(步进电机2的电机控制器同时得到车速为零和倒车信号)，汽车档位才真正转换至倒车档位(R档)，避免事故发生。
[0043]本例中，所述步进电机2的型号为31'-10)42!1，步距角:1.8°，机身长:40mm，电流
0.8A，电阻:4.8欧，静力矩:3.9kg.cm，转动惯量:54g.cm2。所述接近开关6的型号为LJl2A3-4-Z/BXo
[0044]当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种汽车电子换挡装置，其特征在于该装置包括: 基座(I); 固定在所述基座(I)上的步进电机(2)，该步进电机具有水平伸出的电机输出轴； 与所述电机输出轴传动连接的丝杆(3); 滑动连接在所述基座(I)上、且与所述丝杆(3)螺纹配合的滑台(4); 与所述滑台(4)相连的换挡拉锁(5); 与所述步进电机(2)的电机控制器相连的换挡旋钮或换挡按钮；以及 安装在所述基座(I)上、以感应所述滑台(4)位置的接近开关(6)，并且该接近开关(6)也与所述步进电机(2)的电机控制器相连。2.根据权利要求1所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述步进电机(2)的电机控制器与汽车的车速感应器相连。3.根据权利要求1或2所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述基座(I)上设有两根平行布置的水平导轨(Ia)，所述滑台(4)滑动套设在这两根水平导轨(Ia)上。4.根据权利要求3所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述水平导轨(Ia)的横截面为圆形。5.根据权利要求1或2所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述丝杆(3)和所述电机输出轴同轴布置，并且二者是通过联轴器(8)相连接的。6.根据权利要求1或2所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述换挡拉锁(5)是通过铁支架(7)与所述滑台(4)相连接的。7.根据权利要求1或2所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述步进电机(2)的型号为ST-MD42H，所述接近开关(6)的型号为LJl 2A3-4-Z/BX。8.根据权利要求1或2所述的汽车电子换挡装置，其特征在于:所述步进电机(2)是通过螺栓固定在所述基座(I)上的。9.一种如权利要求1或2所述汽车电子换挡装置的控制方法，其特征在于:当车辆因故障断电而再次通电后，所述接近开关(6)检测滑台(4)是否处于P挡位置并将其检测到的位置信号输出至步进电机(2)的电机控制器，如果检测到滑台(4)处于非P档位置，那么电机控制器控制步进电机(2)运行而带动滑台(4)移动至P档位置。10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于:车速感应器检测汽车的车速，并将其检测到的车速信号传输至步进电机(2)的电机控制器，步进电机(2)的电机控制器只有同时得到车速为零和倒车选档信号时，车辆真正处于R档位倒车行驶。
【文档编号】F16H61/32GK105840812SQ201610341140
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月23日
【发明人】吴军, 王虎, 战云香, 赵楠
【申请人】理原车辆技术研发（苏州）有限公司