【申请公布号：CN117167476A；申请权利人：易显智能科技有限责任公司;发明设计人：王朔; 马宏; 段桂江;】

 

摘要：

本发明公开了一种汽车档位自动控制装置及自动换挡方法，包括第一同步带轮组、第二同步带轮组、第二滑块、第一驱动机构及第二驱动机构；第一同步带轮组的上可拆卸连接有第一滑块；第二同步带轮组固定在第一滑块的顶面；第二滑块套设在第二同步带轮组上；第二滑槽的底壁固定有档把连接座；第一驱动机构的输出端与第一同步带轮组的旋转轴传动连接；第二驱动机构与第二同步带轮组的旋转轴传动连接。本发明提供的档位控制装置，通过相对独立的两套驱动装置实现第二滑块的水平和竖向运动，进而可以带动控制档把进行档位的自动切换，安装快捷方便，适合各种车型实用，性价比更高，档位自动切换快捷高效，优化了驾驶员的驾车体验。

 

主权项：

1.一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，包括：第一同步带轮组(1)，所述第一同步带轮组(1)的同步带上可拆卸连接有第一滑块(9)，所述第一滑块(9)的顶面固定有固定座(5)；第二同步带轮组(4)，所述第二同步带轮组(4)固定在所述固定座(5)的顶面，且与所述第一同步带轮组(1)相对所述第一滑块(9)垂直布置；第二滑块(7)，所述第二滑块(7)的两侧开设有第二滑槽，并套设在所述第二同步带轮组(4)的同步带上，所述第二滑槽的顶壁与所述第二同步带轮组(4)上的同步带可拆卸连接；所述第二滑槽的底壁固定有档把连接座(8)用于与汽车内的控制档把固定连接；第一驱动机构(3)，所述第一驱动机构(3)的输出端与所述第一同步带轮组(1)的旋转轴传动连接；第二驱动机构(2)，所述第二驱动机构(2)与所述第二同步带轮组(4)的旋转轴传动连接。

 

要求：

1.一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，包括：

 

第一同步带轮组(1)，所述第一同步带轮组(1)的同步带上可拆卸连接有第一滑块(9)，所述第一滑块(9)的顶面固定有固定座(5)；

 

第二同步带轮组(4)，所述第二同步带轮组(4)固定在所述固定座(5)的顶面，且与所述第一同步带轮组(1)相对所述第一滑块(9)垂直布置；

 

第二滑块(7)，所述第二滑块(7)的两侧开设有第二滑槽，并套设在所述第二同步带轮组(4)的同步带上，所述第二滑槽的顶壁与所述第二同步带轮组(4)上的同步带可拆卸连接；所述第二滑槽的底壁固定有档把连接座(8)用于与汽车内的控制档把固定连接；

 

第一驱动机构(3)，所述第一驱动机构(3)的输出端与所述第一同步带轮组(1)的旋转轴传动连接；

 

第二驱动机构(2)，所述第二驱动机构(2)与所述第二同步带轮组(4)的旋转轴传动连接。

 

2.根据权利要求1所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述第一同步带轮组(1)包括第一滑轨(12)和第一同步轮(11)；两个所述第一同步轮(11)螺纹连接在所述第一滑轨(12)的两端，两个所述第一同步轮(11)上转动连接有第一同步带，所述第一同步带与所述第一滑块(9)通过螺栓连接，且所述第一滑块(9)位于所述第一滑轨(12)的上方。

 

3.根据权利要求2所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述第一滑轨(12)的底部固定有安装架(6)，用于与所述控制档把处的中控固定连接。

 

4.根据权利要求2所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述第一驱动机构(3)包括第一电机连接座(31)、第一电机(33)和第一联轴器(32)；所述第一电机连接座(31)的一端与所述第一滑轨(12)一端的所述第一同步轮(11)固定连接；所述第一电机(33)固定在所述第一电机连接座(31)的另一端；所述第一联轴器(32)设在所述第一电机连接座(31)内，所述第一联轴器(32)的一端与所述第一电机(33)的输出端传动连接，另一端与所述第一同步轮(11)的旋转轴固定连接。

 

5.根据权利要求3所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述安装架(6)包括水平安装板(61)及竖向安装板(62)，所述水平安装板(61)固定在所述第一滑轨(12)的底面；所述竖向安装板(62)固定在所述水平安装板(61)的一侧，且与所述水平安装板(61)垂直布置，所述竖向安装板(62)与所述控制档把的中控侧板螺纹连接。

 

6.根据权利要求1所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述第二同步带轮组(4)包括第二滑轨(42)和第二同步轮(41)；所述第二滑轨(42)的底端固定在所述固定座(5)上，且与所述第一滑轨(12)相互垂直布置；两个所述第二同步轮(41)螺纹连接在所述第二滑轨(42)的两端，两个所述第二同步轮(41)上设有第二同步带，所述第二同步带贯穿所述第二滑块(7)上的第二滑槽，所述第二滑槽的顶板与所述第二同步带通过螺纹紧固。

 

7.根据权利要求6所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述第二驱动机构(2)包括第二电机连接座(21)、第二电机(23)和第二联轴器(22)；所述第二电机连接座(21)的一端与所述第二滑轨(42)一端的所述第二同步轮(41)固定连接；所述第二电机(23)固定在所述第二电机连接座(21)的另一端；所述第二联轴器(22)设在所述第二电机连接座(21)内，所述第二联轴器(22)的一端与所述第二电机(23)的输出端传动连接，另一端与所述第二同步轮(41)的旋转轴固定连接。

 

8.根据权利要求5所述的一种汽车档位自动控制装置，其特征在于，所述第一滑块(9)的底部开设有第一滑槽，所述第一同步带贯穿所述第一滑槽，并与所述第一滑槽的顶板通过螺栓连接，所述第一滑块(9)与所述安装架(6)相对所述第一滑轨(12)对称布置。

 

9.一种自动换挡方法，采用权利要求1至8任一项所述的汽车档位自动控制装置进行档位的自动切换，其特征在于，控制中心接受换挡信号后，所述第一驱动机构(3)控制所述第一同步带轮组(1)带动所述第一滑块(9)竖向移动进行竖向档位切换，所述第二驱动机构(2)控制所述第二同步带轮组(4)带动所述第二滑块(7)水平移动进行水平档位切换。

 

一种汽车档位自动控制装置及自动换挡方法

技术领域

 

本发明涉及汽车辅助驾驶技术领域，更具体的说是涉及一种汽车档位自动控制装置及自动换挡方法。

 

背景技术

 

现如今人工智能已不仅仅是人形机器人，人工智能已深入到各行各业。在驾驶行业也不例外，包括我国在内的世界上大部分国家都在积极推动着自动驾驶技术的发展。在国内，多家企业都在积极的与自主品牌合作，研发自动驾驶技术。尽管目前辅助驾驶，结构化环境无人驾驶，有明确应用背景、针对相关任务的无人驾驶技术已慢慢走向成熟，但对于实现完全自主无人驾驶技术，我们还面临着十分艰难的挑战。档位控制技术和方法就是其中较为关键的一部分，汽车行业中绝大部分汽车没有自动档位控制的功能，即使拥有档位控制技术的汽车往往是在高端车型配备，价格不菲，而且对于汽车的硬件要求比较高，不能广泛普及到各类车中。因此实现档位控制以及普及到各类车型上，是推动自动驾驶技术发展不可或缺的一环

 

通常手动挡的车有六个档位，分别为一、二、三、四、五及倒挡，在行驶的过程中，每个档位都有对应的速度区间，提速换挡往往是驾驶人通过经验判断来操作换挡，车辆上不具备自动换挡的功能。如今普通大众拥有的车辆不带有档位控制功能。

 

因此，如何提供一种汽车档位自动控制装置及自动换挡方法，能够实现汽车档位自动控制功能，可以适配多种型号的汽车使用，打破高端车队智能档位控制技术的垄断，是本领域技术人员亟需解决的问题。

 

发明内容

 

有鉴于此，本发明提供了一种汽车档位自动控制装置及自动换挡方法，旨在解决上述技术问题。

 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

 

一种汽车档位自动控制装置，包括：

 

第一同步带轮组，所述第一同步带轮组的同步带上可拆卸连接有第一滑块，所述第一滑块的顶面固定有固定座；

 

第二同步带轮组，所述第二同步带轮组固定在所述固定座的顶面，且与所述第一同步带轮组相对所述第一滑块垂直布置；

 

第二滑块，所述第二滑块的两侧开设有第二滑槽，并套设在所述第二同步带轮组的同步带上，所述第二滑槽的顶壁与所述第二同步带轮组上的同步带可拆卸连接；所述第二滑槽的底壁固定有档把连接座用于与汽车内的控制档把固定连接；

 

第一驱动机构，所述第一驱动机构的输出端与所述第一同步带轮组的旋转轴传动连接；

 

第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述第二同步带轮组的旋转轴传动连接。

 

上述技术方案的有益效果是，第一滑块随第一同步带轮组的转动而进行移动，且第二同步带轮组可以随第一滑块的移动而进行移动，第二滑块所第二同步带轮组的转动而进行移动，由于第一同步带轮组与第二同步带轮组相互垂直布设，且分别通过第一驱动机构和第二驱动机构进行驱动，当需要进行档位更换时，第二滑块随第二同步带轮组进行水平方向档位更换，同时，第二同步带轮组会跟随第一滑块的运动轨迹进行移动而带动第二滑块进行竖向档位的更换，通过第二滑块的移动，可以完成汽车内水平和竖向档位的更换。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述第一同步带轮组包括第一滑轨和第一同步轮；两个所述第一同步轮螺纹连接在所述第一滑轨的两端，两个所述第一同步轮上转动连接有第一同步带，所述第一同步带与所述第一滑块通过螺栓连接，且所述第一滑块位于所述第一滑轨的上方。第一滑块与第一同步带连接，第一滑块会随着第一同步带的转动而沿第一滑轨长度方向做相对滑动，进而带动第二同步带轮组上的第二滑块沿第一滑轨长度方向进行移动。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述第一滑轨的底部固定有安装架，用于与所述控制档把处的中控固定连接。安装架方便了控制装置与汽车控制档把中控的连接，控制装置安装更加方便快捷，且不会占用大量安装空间，使用更加高效，可以适用各种车型的安装使用。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述第一驱动机构包括第一电机连接座、第一电机和第一联轴器；所述第一电机连接座的一端与所述第一滑轨一端的所述第一同步轮固定连接；所述第一电机固定在所述第一电机连接座的另一端；所述第一联轴器设在所述第一电机连接座内，所述第一联轴器的一端与所述第一电机的输出端传动连接，另一端与所述第一同步轮的旋转轴固定连接。通过第一电机驱动第一同步轮的运转，第一同步轮会带动第一同步带转动，由于第一滑块与第一同步带通过螺栓连接，当第一同步带进行转动时，会带动第一滑块沿第一滑轨进行相对滑动，进而带动第二同步带轮组滑动，从而实现第二滑块的竖向移动，完成控制档把的竖向档位更换。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述安装架包括水平安装板及竖向安装板，所述水平安装板固定在所述第一滑轨的底面；所述竖向安装板固定在所述水平安装板的一侧，且与所述水平安装板垂直布置，所述竖向安装板与所述控制档把的中控侧板螺纹连接。水平安装板与第二滑轨固定，竖向安装板与水平安装板垂直布置，可以将整个控制装置安装在控制档把中控的侧板上，实现控制装置的快捷安装。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述第二同步带轮组包括第二滑轨和第二同步轮；所述第二滑轨的底端固定在所述固定座上，且与所述第一滑轨相互垂直布置；两个所述第二同步轮螺纹连接在所述第二滑轨的两端，两个所述第二同步轮上设有第二同步带，所述第二同步带贯穿所述第二滑块上的第二滑槽，所述第二滑槽的顶板与所述第二同步带通过螺纹紧固。第二同步轮转动时会带动第二同步带转动，第二滑块会随着第二同步带的转动而沿第二滑轨长度方向做相对滑动，从而实现控制档把水平方向上档位的更换。由于第一滑轨与第二滑轨垂直布置，第二滑块的运动轨迹为沿第一滑轨和第二滑轨的长度方向进行相对滑动，进而第二滑块能够实现水平和竖向方向的运动，达到自动换挡的效果。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述第二驱动机构包括第二电机连接座、第二电机和第二联轴器；所述第二电机连接座的一端与所述第二滑轨一端的所述第二同步轮固定连接；所述第二电机固定在所述第二电机连接座的另一端；所述第二联轴器设在所述第二电机连接座内，所述第二联轴器的一端与所述第二电机的输出端传动连接，另一端与所述第二同步轮的旋转轴固定连接。通过第二电机驱动第二同步轮动运转，第二同步轮带动第二同步带转动从而实现第二滑块所第二同步带沿第二滑轨长度方向做相对滑动。

 

优选的，在上述一种汽车档位自动控制装置中，所述第一滑块的底端开设有第一滑槽，所述第一同步带贯穿所述第一滑槽，并与所述第一滑槽的顶板通过螺栓连接，所述第一滑块与所述安装架相对所述第一滑轨对称布置。第一滑块与安装架相对滑轨对称布置，安装架不会影响第一滑块随第一同步带的运动，整个控制装置的结构更加合理巧妙。

 

通过以上技术方案，第一驱动机构驱动第一同步带轮组的运转，使得第二同步带轮组随第一滑块的运动轨迹进行移动，进而第二滑块会随着第一滑块的运动轨迹进行移动；第二驱动机构驱动第二同步带轮组的运转，第二滑块会随第二同步带的运动轨迹进行移动，通过第二滑块的移动，实现档位的自由切换。通过两套独立的且相互垂直布置的控制装置，结构简单巧妙，安装使用方便，能够实现档位的自动切换，实用性更高。

 

一种自动换挡方法，采用上述技术方案中的汽车档位自动控制装置筋档位的自动切换，控制中心接受换挡信号后，所述第一驱动机构控制所述第一同步带轮组带动所述第一滑块竖向移动进行竖向档位切换，所述第二驱动机构控制所述第二同步带轮组带动所述第二滑块水平移动进行水平档位切换。

 

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种汽车档位自动控制装置，该装置为一套独立的控制装置，可以适用于各种车型，相对于高端车来说，性价比更高，适用性强；本发明提供的控制装置，不仅可以代替驾驶员进行档位更换，也可以启动驾驶员控制模式，不会影响原车档位控制性能，使用更加安全方便。

 

附图说明

 

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

 

图1为本发明提供的档位控制装置结构示意图；

 

图2为本发明提供的档位控制装置仰视结构图；

 

图3为本发明提供的档位控制装置正视图；

 

图4为本发明提供的档位控制装置下视图；

 

图5为本发明提供的档位控制装置侧视图；

 

图6为本发明提供的自动换挡执行控制图。

 

其中：

 

1-第一同步带轮组；11-第一同步轮；12-第一滑轨；

 

2-第二驱动机构；21-第二电机连接座；22-第二联轴器；23-第二电机；

 

3-第一驱动机构；31-第一电机连接座；32-第一联轴器；33-第一电机；

 

4-第二同步带轮组；41-第二同步轮；42-第二滑轨；

 

5-固定座；

 

6-安装架；61-水平安装板；62-竖向安装板；

 

7-第二滑块；

 

8-档把连接座；

 

9-第一滑块。

 

具体实施方式

 

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

 

实施例1：

 

参见附图1～5，本发明实施例公开了一种汽车档位自动控制装置，包括：

 

第一同步带轮组1，第一同步带轮组1的同步带上可拆卸连接有第一滑块9，第一滑块9的顶面固定有固定座5；

 

第二同步带轮组4，第二同步带轮组4固定在固定座5的顶面，且与第一同步带轮组1相对第一滑块9垂直布置；

 

第二滑块7，第二滑块7的两侧开设有第二滑槽，并套设在第二同步带轮组4的同步带上，第二滑槽的顶壁与第二同步带轮组4上的同步带可拆卸连接；第二滑槽的底壁固定有档把连接座8，用于与汽车内的控制档把固定连接；

 

第一驱动机构3，第一驱动机构3的输出端与第一同步带轮组1的旋转轴传动连接；

 

第二驱动机构2，第二驱动机构2与第二同步带轮组4的旋转轴传动连接。

 

参见附图1，第一同步带轮组1包括第一滑轨12和第一同步轮11；两个第一同步轮11螺纹连接在第一滑轨12的两端，两个第一同步轮11上转动连接有第一同步带，第一同步带与第一滑块9通过螺栓连接，且第一滑块9位于第一滑轨12的上方。

 

参见附图2，第一滑轨12的底部固定有安装架6，用于与控制档把处的中控固定连接。

 

为了进一步优化上述技术方案，方便控制装置的安装，安装架6包括水平安装板61及竖向安装板62，水平安装板61固定在第一滑轨1的底面；竖向安装板62固定在水平安装板61的一侧，且与水平安装板61垂直布置，竖向安装板62与控制档把的中控侧板螺纹连接。

 

参见附图2和4，第一驱动机构3包括第一电机连接座31、第一电机33和第一联轴器32；第一电机连接座31的一端与第一滑轨1一端的第一同步轮10固定连接；第一电机33固定在第一电机连接座31的另一端；第一联轴器32设在第一电机连接座31内，第一联轴器32的一端与第一电机33的输出端传动连接，另一端与第一同步轮10的旋转轴固定连接。通过第一电机驱动第一同步带轮组，第一同步带轮组上的第一滑块会带动第二同步带轮组沿垂直于第一滑轨的方向进行竖向运动，从而实现第二滑块沿第一滑轨垂直方向进行竖向运动。

 

参见附图2，第二同步带轮组4包括第二滑轨42和第二同步轮41；第二滑轨42的底端固定在固定座5上，且与第一滑轨1相互垂直布置；两个第二同步轮41螺纹连接在第二滑轨42的两端，两个第二同步轮41上设有第二同步带，第二同步带贯穿第二滑块7上的第二滑槽，第二滑槽的顶板与第二同步带通过螺纹紧固。

 

在本实施例中，第一滑轨与第二滑轨相互垂直布置，第一滑轨上设有第一滑块，第二滑轨上设有第二滑块，第二滑轨固定在第一滑块上，通过第一滑块带动第二滑轨进行竖向运动，从而使得第二滑块也能够进行竖向运动；同时，第二滑块可沿第二滑轨进行水平运动，控制档把与第二滑块固定连接，通过第二滑块的运动，可以实现控制档把水平和竖向换挡动作。

 

参见附图3和5，第二驱动机构2包括第二电机连接座21、第二电机23和第二联轴器22；第二电机连接座21的一端与第二滑轨42一端的第二同步轮41固定连接；第二电机23固定在第二电机连接座21的另一端；第二联轴器22设在第二电机连接座21内，第二联轴器22的一端与第二电机23的输出端传动连接，另一端与第二同步轮41的旋转轴固定连接。通过第二电机带动第二同步轮转动，进而使得第二滑块沿第二滑轨长度方向进行水平方向的滑动。

 

在本实施例中，通过两个独立的驱动机构，分别驱动第一同步带轮组和第二同步带轮组，第二滑块的运动轨迹与第一同步带轮组合第二同步带轮组的运动轨迹重合，可以实现档位的自由切换。

 

为了进一步优化上述技术方案，保证控制装置安装完成后，第一滑块的随第一同步带的转动沿第一滑轨进行相对滑动的动作不会受限，保证第二同步带轮组与第一滑块同步运动，第一滑块9的底部开设有第一滑槽，第一同步带贯穿第一滑槽，并与第一滑槽的顶板通过螺栓连接，第一滑块9与安装架6相对第一滑轨12对称布置。

 

实施例2：

 

参见附图3和6，本发明实施例公开提供了一种自动换挡方法，采用实施例1中的汽车档位自动控制装置进行档位切换，还包括：

 

控制中心模块，为汽车档位自动切换的控制总成；

 

离合驱动模块，离合驱动模块为离合器执行机构，起到踩下和松开离合的作用；

 

车速传感模块，车速传感模块起到检测车辆行驶速度的作用；

 

油门位置传感模块，油门位置传感模块起到检测油门踩下位置深度的作用；

 

档位位置传感模块，档位位置传感模块起到检测档位位置的作用；

 

由于上述几个模块为较为成熟的现有技术，其具体结构此处不再做详细论述。

 

各个模块检测到的信号都会传输到控制中心模块上，控制中心会通过自动带有的算法来判断并下发信号给各个模块，最终来完成档位切换操作。

 

驾驶人在驾驶手动挡车换挡前，首先要踩油门提速到相应的档位区间，然后踩下离合踏板使离合分离，然后控制档位换到相应的档位上去。控制中心模块通过油门位置传感模块和车速传感模块检测到车辆有换挡的需求后，根据车速判断在哪一档位区间后，再结合档位位置传感模块判断现在档位在哪一区间，需要换到哪一个档位上后，给离合控制模块发出踩下信号，给档位控制模块发出换到相应档位信号，档位自动控制装置根据接收到的相关档位信号，控制中心会控制第一电机和第二电机的启动，第二电机会使得第二滑块随第二同步带进行水平方向的档位更换；第一电机带动第一滑动进行竖向方向的滑动，从而带动第二滑轨随第一滑块的运动方式进行运动，进而会带动第二滑块随第一滑块的运动方向进行滑动，从而实现竖向方向上档位更换的需求。

 

本发明提供的汽车档位自动控制装置，安装方便快捷，可以在各种车型上安装使用，适用性更强，在代替驾驶员进行档位更换的同时，也不会影响驾驶员模式的使用，不影响原车档位性能，使用更加安全方便。

 

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。