一种多稳态旋钮换挡器与车辆的制作方法

1.本发明属于汽车技术领域，具体涉及一种多稳态旋钮换挡器与车辆。


背景技术：

2.汽车在我们的日常生活中，发挥着越来越多的作用。无论是新能源汽车还是传统燃油车，都需要换挡操纵结构，进行挡位的切换。随着新能源车的兴起，旋钮换挡器的市场占有率逐渐增加，目前的旋钮换挡器往往采用单稳态结构，通过扭簧实现换挡器完成挡位切换后的复位，但这种结构往往成本较高，同时复位带来的噪声较大，影响了用户体验，为此，急需研发一种结构简单的多稳态旋钮换挡器。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于提供一种低成本多稳态旋钮换挡器换挡结构，以解决单稳态旋钮换挡器成本较高及回弹噪声大的问题。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种多稳态旋钮换挡器，包括标牌1、旋钮2、上盖板3、子弹头4、弹簧5、齿形块6、基座7和下盖板8；
6.所述子弹头4、弹簧5及齿形块6安装在基座7中，齿形块6限位在上盖板3与基座7之间；所述旋钮2穿过上盖板3安装在齿形块6上；所述标牌1穿过旋钮2、上盖板3、齿形块6与基座7卡接固定；所述下盖板8与基座7卡接固定；
7.挡位槽设置在所述齿形块6上，布置在径向，与子弹头4及弹簧5配合；操作旋钮2沿一侧旋转，带动齿形块6一同旋转，使得子弹头4沿着挡位槽齿形运动，压缩弹簧5以提供换挡手感；通过修整齿形块上的挡位槽齿形，不设置极限位置，同时设置多个齿形，以实现多稳态换挡形式。
8.进一步地，所述齿形块6通过上盖板3压在基座7中得以固定。
9.进一步地，所述弹簧5和子弹头4依次放入基座7中，子弹头4压缩弹簧与齿形块6中挡位槽形成配合。
10.进一步地，所述旋钮2内表面布置有塑料块结构，齿形块6内表面布置有塑料槽结构，将旋钮2安装在齿形块6上时，将旋钮2内表面塑料块插入齿形块6内表面对应位置的塑料槽，形成轴孔配合，使得在操作旋钮2旋转时，带动齿形块6旋转。
11.进一步地，所述上盖板3与基座7对应位置布置有卡接结构，在旋钮2放置于安装位置后，进行上盖板3与基座7的卡接装配，防止齿形块6轴向窜动。
12.进一步地，所述标牌1与基座7对应位置布置有卡接结构，标牌1穿过旋钮2、上盖板3、齿形块6与基座7固定。在上盖板3放置于安装位置后，进行标牌1与基座7的卡接装配，防止旋钮2轴向窜动。
13.进一步地，所述下盖板8与基座7对应位置布置有卡接结构，上盖板3与基座7的卡接装配，为电路板提供支撑，同时形成封闭结构以满足emc要求。
14.进一步地，所述齿形块6下方布置有格栅，格栅所在位置穿过电路板上的槽型光电传感器，齿形块配合光电传感器，结合当前挡位，识别换挡方向，输出目标挡位信息给整车控制器。
15.一种车辆，包括所述的一种多稳态旋钮换挡器。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明多稳态旋钮换挡器，将设计在齿形块上的齿形槽布置在径向，区别于布置在轴向的旋钮换挡器，节省轴向空间的同时简化了机构，使得装配更加容易，能够降低成本，同时相较于单稳态旋钮换挡器来说，降低回弹噪声，优化换挡体验。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
19.图1为本发明实施例一种多稳态旋钮换挡器爆炸图；
20.图2为本发明实施例子弹头、弹簧及齿形块配合示意图；
21.图3为本发明实施例齿形块格栅与光电传感器配合示意图；
22.图4为本发明实施例固定点及定位点的布置示意图。
23.图中：1.标牌 2.旋钮 3.上盖板 4.子弹头 5.弹簧 6.齿形块 7.基座8.下盖板。
具体实施方式
24.下面结合实施例对本发明作进一步说明：
25.多稳态是区别于单稳态的。多稳态是指旋钮换挡器在旋转过程中存在多个稳定位置，因此对于多稳态来说不存在极限位置。单稳态是指旋钮换挡器在旋转过程中只存在单个稳定位置，当用户操作旋钮旋转完成换挡并松手后，旋钮会回弹至稳定位置。
26.单稳态及多稳态的设置是通过齿形槽的不同齿形来实现的。单稳态的齿形槽齿形数目较少，一般为两个，布置在对称位置，同时齿形设置死点位置，当操作旋钮旋转，挡位销(子弹头)旋转至齿形槽齿形死点位置，则表现为旋钮无法继续转动，此时松手后，挡位销(子弹头)压缩弹簧与齿形槽之间的侧向分力推动旋钮回到原位置，齿形槽回到稳态位置。多稳态的齿形槽齿形数目较多，同时齿形不设置死点位置，当操作旋钮旋转，挡位销(子弹头)沿齿形直线运动，压缩弹簧，提供换挡手感，当每越过一个齿形时，表现为提供一次换挡手感，完成一阶次换挡。
27.换挡阶次为操作换挡器移动到极限位置时，齿形槽为用户提供的顿挫感次数。如二阶是指换挡器可以前后各移动两次，即换挡器向前移动至极限位置时，齿形槽为用户提供两次顿挫感。
28.多稳态旋钮换挡器的旋转阶次是可以设定的，可根据旋转刻度进行设置，因整圆周为360
°
，如规定旋转刻度为40
°
，则旋转阶次为9次。但其实理论上旋钮可360
°
无限次旋转。旋转刻度的设置在结构上也是通过设计齿形槽齿数来实现，针对多稳态旋钮换挡器，齿形槽齿形一般为重复且连续的。
29.固定点可根据布置空间自行设置。
30.如图1所示，本发明多稳态旋钮换挡器，包括标牌1、旋钮2、上盖板3、子弹头4、弹簧5、齿形块6、基座7和下盖板8。
31.所述子弹头4、弹簧5及齿形块6安装在基座7中。区别于常规的单稳态旋钮换挡器挡位槽布置在轴向，挡位槽设置在齿形块6上，布置在径向，与子弹头4及弹簧5配合。操作旋钮2沿一侧旋转，带动齿形块6一同旋转，使得子弹头4沿着挡位槽齿形运动，压缩弹簧5以提供换挡手感。通过修整齿形块上的挡位槽齿形，不设置极限位置，同时设置多个齿形，以实现多稳态换挡形式。
32.所述齿形块6限位在上盖板3与基座7之间，通过上盖板3压在基座7中得以固定。
33.所述弹簧5和子弹头4依次放入基座7中，子弹头4压缩弹簧与齿形块6中挡位槽形成配合。
34.所述旋钮2穿过上盖板3安装在齿形块6，旋钮2内表面布置有塑料块结构，齿形块6内表面布置有塑料槽结构。将旋钮2安装在齿形块6上时，将旋钮2内表面塑料块插入齿形块6内表面对应位置的塑料槽，形成轴孔配合，使得在操作旋钮2旋转时，带动齿形块6旋转。
35.所述上盖板3与基座7对应位置布置有卡接结构，在旋钮2放置于安装位置后，进行上盖板3与基座7的卡接装配，防止齿形块6轴向窜动。
36.所述标牌1与基座7对应位置布置有卡接结构，标牌1穿过旋钮2、上盖板3、齿形块6与基座7固定。在上盖板3放置于安装位置后，进行标牌1与基座7的卡接装配，防止旋钮2轴向窜动。
37.所述下盖板8与基座7对应位置布置有卡接结构，上盖板3与基座7的卡接装配，为电路板提供支撑，同时形成封闭结构以满足emc要求。
38.所述齿形块6下方布置有格栅，格栅所在位置穿过电路板上的槽型光电传感器，齿形块配合光电传感器，结合当前挡位，识别换挡方向，输出目标挡位信息给整车控制器。
39.此多稳态旋钮换挡器将设计在齿形块6上的齿形槽布置在径向，区别于布置在轴向的旋钮换挡器，节省轴向空间的同时简化了机构，使得装配更加容易，能够降低成本，同时相较于单稳态旋钮换挡器来说，降低回弹噪声，优化换挡体验。
40.实施例1
41.一种多稳态旋钮换挡器，包括标牌1、旋钮2、上盖板3、子弹头4、弹簧5、齿形块6、基座7和下盖板8。
42.区别于布置在轴向的旋钮换挡器，此多稳态旋钮换挡器齿形槽布置在径向，操作旋钮换挡时，旋钮2带动齿形块6，齿形块6上的齿形槽旋转运动，子弹头4在齿形槽中移动时压缩弹簧5，提供换挡手感。所述齿形块6通过上盖板3压在基座7中得以固定。
43.弹簧5和子弹头4依次放入基座7中，子弹头4压缩弹簧5与齿形块6中挡位槽形成配合。
44.旋钮2的外观及尺寸可根据造型要求自行设计，内部保留有与齿形块6连接的结构即可。旋钮3带动齿形块6是通过内表面布置有塑料块结构，齿形内表面布置有塑料槽结构。旋钮2安装在齿形块6上时，将旋钮2内表面塑料块插入齿形块内表面对应位置的塑料槽，形成轴孔配合，使得在操作旋钮旋转时，带动齿形块6旋转。
45.上盖板3与基座7对应位置布置有卡接结构，在旋钮放2置于安装位置后，上盖板3
与基座7的卡接装配，防止齿形块6轴向窜动。标牌1与基座7对应位置布置有卡接结构，在上盖板3放置于安装位置后，进行标牌1与基座7的卡接装配，防止旋钮2轴向窜动。下盖板8与基座对应位置布置有卡接结构，上盖板3与基座7的卡接装配，为电路板提供支撑，同时形成封闭结构。完成换挡器整体的装配。
46.当操作旋钮2旋转，挡位销(子弹头4)沿齿形直线运动，压缩弹簧5，提供换挡手感，当每越过一个齿形时，表现为提供一次换挡手感，完成一阶次换挡。
47.如图2所示，给出了子弹头4压缩弹簧5与齿形块6上齿形槽的配合。
48.此实施例为12阶次旋钮换挡器，齿形槽由12个相同的个齿形连续组成，一阶旋转角度为30
°
。
49.齿形块6下方布置有格栅，格栅所在位置穿过电路板上的槽型光电传感器，格栅初始位置遮挡槽型光电传感器的发射光一极和接收光一极，当操作旋钮2旋转时，旋钮2带动齿形块6格栅旋转，由遮挡变为不遮挡再变为遮挡，光电传感器所在回路由关断变为导通再变为关断。齿形块6配合光电传感器，结合当前挡位，识别换挡方向，输出目标挡位信息给整车控制器。
50.如图3所示，给出实施例齿形块格栅与槽型光电传感器的配合。
51.此实施例结构设定此旋钮换挡器基座上有三固定点一定位点，底部固定点呈上一下二布置，定位点为腰孔，在上方与固定点做在一起。此处背装或正装皆可，具体布置形式参照整车要求，可根据实际需要调整基座底部固定点数目及位置。此实施例为背装在仪表板上。
52.如图4所示，给出实施例固定点及定位点的布置示意。
53.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：包括标牌(1)、旋钮(2)、上盖板(3)、子弹头(4)、弹簧(5)、齿形块(6)、基座(7)和下盖板(8)；所述子弹头(4)、弹簧(5)及齿形块(6)安装在基座(7)中，齿形块(6)限位在上盖板(3)与基座(7)之间；所述旋钮(2)穿过上盖板(3)安装在齿形块(6)上；所述标牌(1)穿过旋钮(2)、上盖板(3)、齿形块(6)与基座(7)卡接固定；所述下盖板(8)与基座(7)卡接固定；挡位槽设置在所述齿形块(6)上，布置在径向，与子弹头(4)及弹簧(5)配合；操作旋钮(2)沿一侧旋转，带动齿形块(6)一同旋转，使得子弹头(4)沿着挡位槽齿形运动，压缩弹簧(5)以提供换挡手感；通过修整齿形块上的挡位槽齿形，不设置极限位置，同时设置多个齿形，以实现多稳态换挡形式。2.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述齿形块(6)通过上盖板(3)压在基座(7)中得以固定。3.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述弹簧(5)和子弹头(4)依次放入基座(7)中，子弹头(4)压缩弹簧与齿形块(6)中挡位槽形成配合。4.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述旋钮(2)内表面布置有塑料块结构，齿形块(6)内表面布置有塑料槽结构，旋钮(2)内表面塑料块插入齿形块(6)内表面对应位置的塑料槽，形成轴孔配合，使得在操作旋钮(2)旋转时，带动齿形块(6)旋转。5.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述上盖板(3)与基座(7)对应位置布置有卡接结构，在旋钮(2)放置于安装位置后，进行上盖板(3)与基座(7)的卡接装配，防止齿形块(6)轴向窜动。6.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述标牌(1)与基座(7)对应位置布置有卡接结构，标牌(1)穿过旋钮(2)、上盖板(3)、齿形块(6)与基座(7)固定，在上盖板(3)放置于安装位置后，进行标牌(1)与基座(7)的卡接装配，防止旋钮(2)轴向窜动。7.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述下盖板(8)与基座(7)对应位置布置有卡接结构，上盖板(3)与基座(7)的卡接装配，为电路板提供支撑，同时形成封闭结构以满足emc要求。8.根据权利要求1所述的一种多稳态旋钮换挡器，其特征在于：所述齿形块(6)下方布置有格栅，格栅所在位置穿过电路板上的槽型光电传感器，齿形块配合光电传感器，结合当前挡位，识别换挡方向，输出目标挡位信息给整车控制器。9.一种车辆，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项权利要求所述的一种多稳态旋钮换挡器。

技术总结
本发明涉及一种多稳态旋钮换挡器与车辆，多稳态旋钮换挡器的弹簧及齿形块安装在基座中，齿形块限位在上盖板与基座之间；旋钮穿过上盖板安装在齿形块上；标牌穿过旋钮、上盖板、齿形块与基座固定；下盖板与基座固定；挡位槽设置在齿形块上，布置在径向，与子弹头及弹簧配合；操作旋钮沿一侧旋转，带动齿形块一同旋转，使得子弹头沿着挡位槽齿形运动，压缩弹簧以提供换挡手感；通过修整齿形块上的挡位槽齿形，不设置极限位置，设置多个齿形，以实现多稳态换挡形式。本发明将设计在齿形块上的齿形槽布置在径向，节省轴向空间的同时简化了机构，使得装配更加容易，能降低成本，相较于单稳态旋钮换挡器可降低回弹噪声，优化换挡体验。优化换挡体验。优化换挡体验。


技术研发人员：孟德真
受保护的技术使用者：一汽奔腾轿车有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/11