汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，由集成設(shè)于變速器殼體中相隔的操縱爪和無觸點(diǎn)傳感單元構(gòu)成，其中操縱爪隨變速桿動(dòng)作在變速器殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)且距旋轉(zhuǎn)中心不同半徑的外圓周面上設(shè)有至少包含空擋感知面的若干個(gè)檔位感知面，無觸點(diǎn)傳感單元為面向若干個(gè)檔位感知面以預(yù)設(shè)電磁場(chǎng)的磁通密度感知空擋位置、倒擋位置和齒輪嚙合狀態(tài)的隔離式傳感器。應(yīng)用本發(fā)明手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，通過無觸點(diǎn)傳感單元和改良的操縱爪實(shí)現(xiàn)了非接觸式地準(zhǔn)確判斷空擋位置，并且提升了該空擋開關(guān)的產(chǎn)品耐久性和測(cè)定準(zhǔn)確度。
【專利說明】汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)的結(jié)構(gòu)改良。更具體地說，本發(fā)明涉及一種擺脫直接接觸、以無觸點(diǎn)接觸方式提高產(chǎn)品的耐久性和可靠性的汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)。

【背景技術(shù)】
[0002]一般情況下，作為改變和控制汽車行駛速度的變速器，區(qū)分為自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器兩種。自動(dòng)變速器是自動(dòng)改變汽車行駛速度的一種變速器，手動(dòng)變速器是駕駛者通過操縱桿來改變速度擋的一種變速器。
[0003]尤其是手動(dòng)變速器中，隨著最近發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止與瞬間再啟動(dòng)的ISG系統(tǒng)(IdleStop & Go)在變速器上得到應(yīng)用，用以感知變速檔位是否處于空擋位置的空擋開關(guān)，其重要性在不斷地增大。
[0004]然而，采用現(xiàn)有技術(shù)的汽車手動(dòng)變速器的空擋開關(guān)，在變速器外殼內(nèi)配置有用以感知變速檔位是否處于空擋位置的檔位轉(zhuǎn)換桿；變速器外殼內(nèi)變速檔位處于空擋位置時(shí)，與檔位轉(zhuǎn)換桿成接觸狀態(tài)的變速器桿，形成并提供了變速檔位空擋位置信息；檔位轉(zhuǎn)換桿與變速器桿之間易產(chǎn)生異常摩擦，將有可能導(dǎo)致發(fā)生錯(cuò)判。
[0005]另外，空擋開關(guān)電氣信號(hào)的發(fā)生是憑借檔位轉(zhuǎn)換桿與變速器桿接觸時(shí)、以預(yù)設(shè)距離的移動(dòng)而使配置在變速器外殼內(nèi)的信號(hào)發(fā)生部所發(fā)出信號(hào)的。為了防止變速器外殼內(nèi)盛裝的油滲入開關(guān)內(nèi)，在檔位轉(zhuǎn)換桿與信號(hào)發(fā)生部之間嵌裝有密封材料。但是，密封材料因其與檔位轉(zhuǎn)換桿之間的持續(xù)摩擦，會(huì)使配合變松垮或出現(xiàn)孔洞，因而存在耐久性短的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，以期提供一種無接觸式判斷空擋位置的開關(guān)裝置。
[0007]本發(fā)明的上述目的，其得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)解決方案是:汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于由集成設(shè)于變速器殼體中相隔的操縱爪和無觸點(diǎn)傳感單元構(gòu)成，其中所述操縱爪隨變速桿動(dòng)作在變速器殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)且距旋轉(zhuǎn)中心不同半徑的外圓周面上設(shè)有至少包含空擋感知面的若干個(gè)檔位感知面，所述無觸點(diǎn)傳感單元為面向若干個(gè)檔位感知面以預(yù)設(shè)電磁場(chǎng)的磁通密度感知空擋位置、倒擋位置和齒輪嚙合狀態(tài)的隔離式傳感器。
[0008]進(jìn)一步地，所述變速器殼體設(shè)有自外向內(nèi)凹陷的凹槽，所述無觸點(diǎn)傳感單元插裝于凹槽之中。
[0009]更進(jìn)一步地，所述變速器殼體還設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元一體集成于其中的插接頭外殼，且所述插接頭外殼與所述凹槽的外緣相接。
[0010]進(jìn)一步地，所述操縱爪設(shè)有空擋感知面、倒擋感知面和齒輪嚙合感知面，其中空擋感知面相對(duì)無觸點(diǎn)傳感單元的距離最近，倒擋感知面相對(duì)無觸點(diǎn)傳感單元的距離最遠(yuǎn)，而齒輪嚙合感知面相對(duì)無觸點(diǎn)傳感單元的距離介于兩者之間。
[0011]更進(jìn)一步地，所述無觸點(diǎn)傳感單元由產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鐵和對(duì)磁場(chǎng)磁通密度進(jìn)行測(cè)定的霍爾傳感器組成。
[0012]再進(jìn)一步地，所述霍爾傳感器的輸入端接入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的預(yù)加載電壓且具有對(duì)應(yīng)空擋位置、倒擋位置和齒輪嚙合狀態(tài)磁通密度變化輸出的多段值輸出電壓。
[0013]再進(jìn)一步地，所述磁通密度為測(cè)自于霍爾傳感器中央部位的單位面積磁通量。
[0014]再進(jìn)一步地，所述霍爾傳感器設(shè)于磁鐵與若干個(gè)檔位感知面之間。
[0015]更進(jìn)一步地，所述無觸點(diǎn)傳感單元設(shè)有用于保持輸入電壓穩(wěn)定的若干個(gè)電容器。
[0016]應(yīng)用本發(fā)明手動(dòng)變速器空擋開關(guān)的技術(shù)方案，其相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為:該開關(guān)通過無觸點(diǎn)傳感單元和改良的操縱爪實(shí)現(xiàn)了非接觸式地準(zhǔn)確判斷空擋位置，并且提升了該空擋開關(guān)的產(chǎn)品耐久性和測(cè)定準(zhǔn)確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明空擋開關(guān)實(shí)施例的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是圖1所示實(shí)施例中操縱爪和無觸點(diǎn)傳感單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是圖1所示實(shí)施例的電路示意圖。
[0020]圖4至圖6是圖1所示實(shí)施例在操縱爪不同旋轉(zhuǎn)位置的磁場(chǎng)及感應(yīng)示意圖。
[0021]圖7是本發(fā)明空擋開關(guān)輸出電壓的曲線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下便結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)和特征更易于理解、掌握。然而，本發(fā)明并不局限于以下展示的實(shí)施實(shí)例，而是可以以各種不同的形態(tài)具體展現(xiàn)出來。本實(shí)施實(shí)例只是為了將本發(fā)明更加完整地展示出來，以供本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)具備一般知識(shí)者完整地理解本發(fā)明的范疇，而按照本發(fā)明申請(qǐng)項(xiàng)的范圍所做的定義而已。整篇詳細(xì)說明中提及的參照符號(hào)，均指同一構(gòu)成要素。
[0023]本發(fā)明汽車手動(dòng)變速器I的空檔開關(guān)的一較佳實(shí)施例，如圖1和圖2所示，它由集成設(shè)于變速器殼體10中相隔的操縱爪100和無觸點(diǎn)傳感單元200構(gòu)成，其中操縱爪100隨變速桿動(dòng)作在變速器殼體10內(nèi)旋轉(zhuǎn)且距旋轉(zhuǎn)中心C不同半徑的外圓周面上設(shè)有至少包含空擋感知面120的若干個(gè)檔位感知面，該無觸點(diǎn)傳感單元200為面向若干個(gè)檔位感知面以預(yù)設(shè)電磁場(chǎng)的磁通密度感知空擋位置、倒擋位置和齒輪嚙合狀態(tài)的隔離式傳感器。
[0024]該變速器殼體10上配置設(shè)有自外向內(nèi)凹陷的凹槽15，而無觸點(diǎn)傳感單元200從外側(cè)插裝于凹槽15之中。另外，無觸點(diǎn)傳感單元200，除后面將提及的插接頭外殼210外，其它各組件可一體集成設(shè)于內(nèi)殼體220的內(nèi)側(cè),且該內(nèi)殼體220插裝于凹槽15上。變速器殼體10的內(nèi)部與無觸點(diǎn)傳感單元200憑借凹槽15處于完全隔開狀態(tài)，因而從根本上杜絕了為防止漏油而使用密封材料的情況。
[0025]無觸點(diǎn)傳感單元200還可包括插接頭外殼210，該插接頭外殼210可以成凸出狀裸露配置相接在凹槽15的外緣，且發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(E⑶)一體集成設(shè)于插接頭外殼210之中并通過導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)電氣連接。
[0026]為使發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元(ECT)的輸入電壓，能夠從插接頭外殼210傳遞到無觸點(diǎn)傳感單元的霍爾傳感器250，并使通過霍爾傳感器250的輸出電壓傳遞到插接頭外殼210，該無觸點(diǎn)傳感單元200可配置輸入端子230和輸出端子230。
[0027]一方面，操縱爪100上形成的若干個(gè)檔位感知面，如圖1和圖2所示:它可以包括:與無觸點(diǎn)傳感單元200保持最近間隔距離的空檔感知面120 ;和與無觸點(diǎn)傳感單元200保持最遠(yuǎn)間隔距離的倒檔感知面130 ;和處于空檔感知面120和倒檔感知面130之間間隔的齒輪嚙合感知面110。多個(gè)檔位感知面實(shí)質(zhì)性地形成于操縱爪100上除換檔凸耳外的外圓周面上，其一段圓弧面距離旋轉(zhuǎn)中心C以不同半徑形成的外圓周面上。
[0028]另一方面，無觸點(diǎn)傳感單元200包括生成磁場(chǎng)的磁鐵260和對(duì)磁鐵260生成的磁場(chǎng)特定部分的磁通密度進(jìn)行測(cè)定的霍爾傳感器250。這里磁通密度為測(cè)自于霍爾傳感器中央部位的單位面積磁通量。
[0029]如圖3所示，它接收由ECU加載的既定輸入電壓。更詳細(xì)的情況是，霍爾傳感器250接收的加載電壓為5伏，憑借多個(gè)電容器240，將接收的來自發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU加載的輸入電壓加以均衡、穩(wěn)定后，根據(jù)磁場(chǎng)磁通密度的變化，由霍爾傳感器250以憑借電阻作用而相應(yīng)降低的輸出電壓值為基礎(chǔ)，將霍爾傳感器250實(shí)際測(cè)得的那部分磁通密度換算成輸出電壓值，從而判斷出空檔位置。
[0030]也就是說，憑借霍爾傳感器250測(cè)得的輸出電壓值為最大時(shí)，判定為操縱爪100旋轉(zhuǎn)至空檔位置；當(dāng)測(cè)得輸出電壓為最小時(shí)，判定為操縱爪100旋轉(zhuǎn)至倒檔位置；當(dāng)測(cè)得輸出電壓為最大值與最小值之間時(shí)，判定為操縱爪100旋轉(zhuǎn)至齒輪嚙合位置。
[0031]例如如圖2和圖3所示，空檔感知面120擁有朝向磁鐵260而凸出的面，從而使之與無觸點(diǎn)傳感單元200的磁鐵260保持最近的間隔距離。另外，倒檔感知面130在操縱爪100的外圓周面上形成有凹陷的面，從而使之無觸點(diǎn)傳感單元200的磁鐵260保持最遠(yuǎn)的間隔距離。再有，齒輪嚙合感知面110為操縱爪100的外圓周面之一部分，與磁鐵260的間隔距離保持在空檔感知面120與倒檔感知面130之間的間隔距離。
[0032]霍爾傳感器250配置在磁鐵260與多個(gè)檔位感知面之間，憑借磁鐵260的磁力而形成的磁場(chǎng)的磁通密度在霍爾傳感器250的中央部位上得以測(cè)定。
[0033]磁通密度，以電阻形式作用于加載到霍爾傳感器250的輸入電壓。當(dāng)霍爾傳感器250與多個(gè)檔位感知面的間隔距離近時(shí)(空檔感知120屬此種情形)，磁通密度高，電阻值增加，因而輸出電壓隨之減小；相反，當(dāng)霍爾傳感器250與多個(gè)檔位感知面的間隔距離遠(yuǎn)時(shí)(倒檔感知面130屬此種情形，)磁通密度低，電阻值減小，因而輸出電壓隨之增大。正是利用了這種比例關(guān)系，通過霍爾傳感器250便可對(duì)操縱爪100的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)做出準(zhǔn)確的判斷。
[0034]另外，磁通密度的測(cè)定，最理想的效果是從霍爾傳感器250的中央部位上測(cè)得。這是因?yàn)榇磐芏燃性诨魻杺鞲衅?50的中央部位上，在中央部位測(cè)定的結(jié)果更能精確地反映磁通密度。
[0035]現(xiàn)將按如上所述構(gòu)成的本發(fā)明之汽車手動(dòng)變速器I的空檔開關(guān)動(dòng)作過程，參照所附圖紙尤其是圖4和圖5，簡要說明如下:
首先，如圖4所示，當(dāng)駕駛者將變速桿置于空檔位置時(shí)，操縱爪100的空檔感知面120與磁鐵260和霍爾傳感器250的中央部同處在一條直線上。此時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU加載的輸入電壓值為5伏時(shí)，由于空檔感知面120與霍爾傳感器250之間的間隔距離最小，因而對(duì)應(yīng)于電阻值的磁通密度高，所測(cè)得的輸出電壓值接近于O伏。
[0036]同樣，如圖5和圖6所示，當(dāng)駕駛者將變速桿置于倒檔以及齒輪嚙合位置時(shí)，由霍爾傳感器250分別與倒檔感知面130和齒輪嚙合感知面110的間隔距離所確定的磁通密度，決定了所測(cè)得的不同輸出電壓值當(dāng)為齒輪嚙合感知面110時(shí)，大約為2.5伏；當(dāng)為倒檔感知面130時(shí)，大約為5伏。根據(jù)測(cè)定的輸出電壓值，可判定操縱爪100的旋轉(zhuǎn)角度，如圖7所示。從而準(zhǔn)確地執(zhí)行其感知功能。
[0037]應(yīng)用本發(fā)明手動(dòng)變速器空擋開關(guān)的技術(shù)方案，其相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為:該開關(guān)通過無觸點(diǎn)傳感單元和改良的操縱爪實(shí)現(xiàn)了非接觸式地準(zhǔn)確判斷空擋位置，并且提升了該空擋開關(guān)的產(chǎn)品耐久性和測(cè)定準(zhǔn)確度。
[0038]除優(yōu)選實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于由集成設(shè)于變速器殼體中相隔的操縱爪和無觸點(diǎn)傳感單元構(gòu)成，其中所述操縱爪隨變速桿動(dòng)作在變速器殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)且距旋轉(zhuǎn)中心不同半徑的外圓周面上設(shè)有至少包含空擋感知面的若干個(gè)檔位感知面，所述無觸點(diǎn)傳感單元為面向若干個(gè)檔位感知面以預(yù)設(shè)電磁場(chǎng)的磁通密度感知空擋位置、倒擋位置和齒輪嚙合狀態(tài)的隔離式傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述變速器殼體設(shè)有自外向內(nèi)凹陷的凹槽，所述無觸點(diǎn)傳感單元插裝于凹槽之中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述變速器殼體還設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元一體集成于其中的插接頭外殼，且所述插接頭外殼與所述凹槽的外緣相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述操縱爪設(shè)有空擋感知面、倒擋感知面和齒輪嚙合感知面，其中空擋感知面相對(duì)無觸點(diǎn)傳感單元的距離最近，倒擋感知面相對(duì)無觸點(diǎn)傳感單元的距離最遠(yuǎn)，而齒輪嚙合感知面相對(duì)無觸點(diǎn)傳感單元的距離介于兩者之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述無觸點(diǎn)傳感單元由產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鐵和對(duì)磁場(chǎng)磁通密度進(jìn)行測(cè)定的霍爾傳感器組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述霍爾傳感器的輸入端接入發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的預(yù)加載電壓且具有對(duì)應(yīng)空擋位置、倒擋位置和齒輪嚙合狀態(tài)磁通密度變化輸出的多段值輸出電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述磁通密度為測(cè)自于霍爾傳感器中央部位的單位面積磁通量。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述霍爾傳感器設(shè)于磁鐵與若干個(gè)檔位感知面之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述汽車手動(dòng)變速器空擋開關(guān)，其特征在于:所述無觸點(diǎn)傳感單兀設(shè)有用于保持輸入電壓穩(wěn)定的若干個(gè)電容器。
【文檔編號(hào)】F16H63/42GK104279322SQ201410408190
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】樸重彥 申請(qǐng)人:蘇州旲烔機(jī)電科技有限公司, 株式會(huì)社旲烔