[发明专利]一种换挡无死点的电子旋钮换挡机构总成

说明书

本发明公开了一种换挡无死点的电子旋钮换挡机构总成，包括下壳和上壳，所述下壳内固定安装有主控板，主控板上安装有旋转霍尔元件；所述上壳内固定安装有支座体，所述支座体内固定安装有挡位块，所述挡位块内侧设置有挡位齿形，所述支座体内还转动安装有感应轮，所述感应轮的外侧具有外齿，所述感应轮正对旋转霍尔元件固定安装有永磁体；所述支座体内转动安装有挡位轮，所述挡位轮的外侧固定安装有外齿，所述挡位轮的外齿和感应轮的外齿啮合，所述挡位轮的两端设置有顶针盲孔，所述顶针盲孔内安装有顶针弹簧和顶针，所述顶针与挡位齿形配合，所述旋钮穿过上壳通过储力机构带动挡位轮转动。本发明具有减少机构报错的几率，提高驾驶安全性的优点。

技术领域

本发明涉及电子换挡器技术领域，特别是涉及一种换挡无死点的电子旋钮换挡机构总成。

背景技术

随着电子技术在汽车领域的飞速发展，现今汽车上越来越多的使用电子控制系统替代原有的机械控制单元，例如换挡器、执行器、驻车等等，这些电子机构也替换了以前体积硕大、笨重的机械机构，体积越来越小、重量越来越轻，操作越来越简单，使现今汽车快速向智能化推进。

在这些电子机构中，数换挡机构的变化最大、最广。

以前的换挡器受机械传动控制的限制，无论换挡器安装在哪里，如地板上、前仪表板支架上、方向盘下部的组合开关上等，均采用了挡杆操作形式。

现今电控单元的推广，以前都不敢想象的旋钮式换挡器诞生了。由于换挡方式简单，跟家里的风扇等采用旋钮操作的机构一样；换挡力轻巧，即使力气较小的女士都可以轻松驾驭，很快就得到了市场的认可，至今，已经发展到第二代产品了。

旋钮换挡器是通过换挡时，驾驶员转动旋钮，旋钮通过咬合齿形带动挡位轮旋转，在挡位轮上安装了顶针弹簧和顶针，在顶针对应支座体上设计了对应的换挡齿形，通过与顶针、顶针弹簧、挡位轮的配合使用，实现换挡手感。在挡位轮上设计有齿轮结构，挡位轮旋转时同时带动感应轮旋转，感应轮上同样设计了齿轮结构，这样安装在感应轮上的永磁体就会随感应轮一起旋转，永磁体旋转时会使磁场发生改变，在永磁体对应位置的主控板总成上布置了旋转霍尔元件，霍尔元件会去感应永磁体引起的磁场变化，并输出这个变化角度，实现换挡信号的输出。

如图1所示，由于采用较小的换挡力，约5N至8N，考虑到换挡噪音问题，换挡挡位块的齿形1齿尖高度就不大，挡位块均采用塑料材料制造。塑料材料在制造时，当出现尖点结构时，注塑时会自动产生圆角现象，也就是R圆角，考虑到换挡过程顺滑，这个R圆角也是需要存在的。换挡时，顶针在齿根2时开始爬坡，这个时候的换挡力等于爬坡阻力加上摩擦阻力，这个换挡力可以被感觉到；当顶针运动过程中，换挡力会越来越小，当运动到这个R圆角最高点时，换挡力就没有了，剩下的就是摩擦阻力，加之顶针弹簧4受压后力值较大，再加之材料之间会产生摩擦力，所以当施加的换挡力与换挡摩擦力接近时，顶针就会在齿形的尖点3停留、站住，形成换挡过程死点现象。当出现这个现象的时候，机构的中央处理器无法判别具体的挡位，会引起换挡挡位输出错误，引起中央处理器误判换挡挡位失效，从而引起汽车操控失效，严重的，引起交通事故。所以这个R圆角不能没有，做多大合适是现今挡位块齿形设计的一大难点。

如果有一个自动产生的沿换挡方向的推力，当顶针运动到齿形尖点，换挡爬坡角度结束，剩下的就只是摩擦力，摩檫力通常很小，这个自动产生的向前推的力只要比摩擦力大，可以继续推动顶针继续运动，就不会出现死点现象。

当换挡过程中出现换挡死点现象，换挡器上的微型中央处理器无法识别、判断旋转霍尔元件发送来的角度信号，就会断定挡位故障，并将故障信号发送给汽车，当汽车上的中央处理器接收到这个挡位故障信号时，就会做出相应的一系列不受驾驶员操控的整车自动控制，例如接管驾驶员的加速器(油门)操作权，同时发出整车故障信号闪烁灯光，打开应急车灯，然后实施紧急制动等等。