CN101825167B - 手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构。该换挡操纵机构的支座另一侧底部设有磁栅孔，磁栅孔与保持架上的电路板对应；与电路板对应的保持架与支座之间夹持着磁栅；磁栅一侧面中部设有管孔，磁栅的管孔侧面与支座的磁栅孔对应，且管孔伸至磁栅孔外；换挡杆下部一侧设有外伸的支杆，支杆的另一端插设在磁栅的管孔内，换挡杆下部另一侧设有限位块，与限位块配合在支座的档位槽外侧设有限位凸台。本发明采用非接触式霍尔元件感应信号，且磁铁到霍尔元件距离是不变的，因此信号更精确，机械磨损小。

Description

手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构
技术领域
本发明属于轿车变速器用的换挡操纵机构，具体涉及手自一体变速器用换挡操纵机构。 
背景技术
传统汽车手自一体变速器换挡操纵机构一般采用软轴控制式和磁电感应式。其中软轴控制式是纯机械式的换挡机构，空间布置受限，信号不够精准，也无法用于机械式手自一体变速器的换挡控制。磁电感应式大多采用单磁铁和控制电路形式，该电路上按照换挡位置布置着霍尔元件，通过换挡杆绕中心球旋转换挡带动换挡杆端的磁铁移动到对应霍尔元件从而输出控制信号，但该结构磁铁是绕一中心做旋转运动的，所以磁铁的运动轨迹是弧形，它到不同位置霍尔元件的距离不同，这样就导致输出信号不是很稳定。 
发明内容
为了解决现的现有磁电感应式变速器换挡操纵机构存在的输出信号不稳定问题，本发明提供一种具有磁栅的换挡操纵机构。 
实现上述的目的的技术解决方案如下： 
手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构包括支座1、保持架5、换挡杆2、电路板4和磁栅3，所述支座1为敞口盒状，其一侧底部设有档位槽，换挡杆2的下端位于档位槽内，保持架5位于支座1的底部，电路板4设于保持架5上。所述支座1另一侧底部设有磁栅孔，磁栅孔与保持架5上的电路板4对应，与电路板4对应的保持架5与支座1之间夹持着磁栅3；所述磁栅3一侧面中部设有管孔3a，磁栅3的管孔3a侧面与支座1的磁栅孔对应，且管孔3a伸至磁栅孔外；所述换挡杆2下部一侧设有外伸的支杆2a，支杆2a的另一端插设在磁栅3的管孔3a内，换挡杆2下部另一侧设有限位块2f，与限位块2f配合在支座1的档位槽外侧设有限位凸台1a。 
所述磁栅孔两侧的保持架5与支座1之间的空腔形成滑槽，所述磁栅3两侧分别设有滑块，磁栅3两侧的滑块分别对应位于保持架5与支座1之间的滑槽内。 
所述磁栅3为矩形，其一侧角边设有定位缺口，其中部设有Z形的S极，Z形的S极上端部与定位缺口对应，Z形的S极中部连线处的上部和下部分别设有N极，与Z形的S极上端部相对应的磁栅3下部一侧角边设为S极，该磁栅磁极的分布与档位设定的逻辑信 号组合是一一对应的。 
本发明采用非接触式霍尔元件感应信号，因此信号更精确，机械磨损小。且采用磁栅结构设计，使得磁铁到霍尔元件的感应距离保持不变，从而确保信号更可靠，避免了单磁铁结构因距离不等导致的信号不可靠性。此外，该结构可通过调整档位槽的形状和距离来调整换挡力和换挡行程，结构简单紧凑，适应性强。 
附图说明
图1为本发明结构示意图， 
图2为换挡杆下部剖视图， 
图3为支架结构示意图， 
图4为磁栅结构示意图， 
图5为磁栅上N极和S极分布示意图， 
图6为电路板上四个霍尔元件示意图， 
图7为本发明档位示意图， 
图8磁栅工作示意图。 
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。 
实施例： 
参见图1，手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构包括支座1、保持架5、换挡杆2、电路板4和磁栅3。保持架5位于支座1的底部，电路板4安装于保持架5上。支座1为敞口盒状，其一侧底部设有档位槽，见图3，档位槽分为稳定位置档位槽和非稳定位置档位槽，稳定位置档位槽为图3中的D、N、R、M档位槽孔，非稳定位置档位槽为图3中的+、-位置档位槽。可以根据档位槽的深度和槽的曲面形状来调整换挡力；可以根据各限位槽间距来调整换挡行程。支座1另一侧底部开设有磁栅孔，磁栅孔与保持架5上的电路板4对应，与电路板4对应的保持架5与支座1之间夹持着磁栅3。磁栅孔两侧的保持架5与支座1之间的空腔形成滑槽，磁栅3两侧分别设有滑块，磁栅3两侧的滑块分别对应位于保持架5与支座1之间的滑槽内，可实现滑动。磁栅3一侧面中部安装有管孔3a，见图4，磁栅3的管孔3a侧面与支座1的磁栅孔对应，且管孔3a伸至磁栅孔外；换挡杆2下部一侧连接着外伸的支杆2a，支杆2a的另一端插设在磁栅3的管孔3a内，当换挡杆2进行换挡操纵时，换挡杆2上的支杆2a就带动磁栅3移动。参见图5，磁栅3为矩形，其一侧角边设有定位缺口，其中部设有Z形的S极，Z形的S极上端部与定位缺口对应，Z 形的S极中部连线处的上部和下部分别设有N极，与Z形的S极上端部相对应的磁栅3下部一侧角边设为S极，该磁栅磁极的分布与档位设定的逻辑信号组合是一一对应的。电路板4上有四个霍尔元件4a，见图6，磁栅上磁铁的布置位置与电路板4上的霍尔元件4a位置对应，随着换挡杆2转动带动磁栅3移动到不同的档位位置时，电路板4上的四个霍尔元件4a则感应到四个不同的磁性信号。在不同的位置就有不同的磁性组合。电路板4上的逻辑处理电路感应到磁性信号后，输出逻辑电压信号给变速器电控单元，从而判定档位控制换挡。 
参见图2，换挡杆2还包括顶杆2b、O型圈2c、开口锥环2d和限位环2e，且设置在换挡杆2底端，与档位槽配合。换挡时，顶杆2b往上顶，撑紧开口锥环2d。一方面开口的锥环2d在顶杆2b上顶时被径向撑开，从而给顶杆2b提供了移动空间，另一方面锥环2d在撑开后消除了锥环2d与换挡杆2内壁的间隙，使得换挡过程更平稳。在这一过程中，锥环2d通过限位环2e来进行轴向限位，O型圈2c起到缓冲冲击的作用。此外，换挡杆2下部另一侧固定安装有限位块2f，与限位块2f配合在支座1的档位槽外侧安装有限位凸台1a；通过限位块2f和限位凸台1a的限位控制，保证了只有在D档时才能挂到手动模式M档。 
本实例中，对应有6个磁性组合，对应图6中的6个档位位置，如下表所示： 
   信号1  信号2  信号3  信号4
 位置1   S   N   N   S
 位置2   S   S   N   N
 位置3   N   S   N   S
 位置4   S   N   S   N
 位置5   N   S   S   N
 位置6   N   N   S   S
这6个位置的磁性信号经电路板4的逻辑电路处理后可输出下表所示的逻辑电压信号：
   信号1  信号2  信号3  信号4
 位置1   0   1   1   0
 位置2   0   0   1   1
 位置3   1   0   1   0
 位置4   0   1   0   1
 位置5   1   0   0   1
 位置6   1   1   0   0
其中， 
位置1是手动挡位置，用“M”表示；位置2是手动加档位置，用“+”表示； 
位置3是手动减挡位置，用“-”表示；位置4是自动档位置，用“A”表示； 
位置5是空挡位置，用“N”表示；位置6是倒档位置，用“R”表示。 
逻辑1表示电压(3.2±0.16)V，逻辑0表示电压(1.75±0.08)V。 
变速器控制单元通过对以上的逻辑电压信号进行识别处理后，判定档位信号，从而控制换挡。 
参见图6和图8，举例说明如下： 
当操纵换挡杆2，使其挂入A档时，支杆2a带动磁栅3相对电路板4移动到图示位置，即位置4。此时，电路板4上的霍尔元件4a对应的磁极组合为“SNSN”，该磁性信号经电路板4处理后输出逻辑电压信号“0101”给变速器控制单元，从而变速器控制单元根据此信号按照软件设定控制变速器换挡。 

Claims (3)

1.手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构，包括支座(1)、保持架(5)、换挡杆(2)、电路板(4)和磁栅(3)，所述支座(1)为敞口盒状，其一侧底部设有档位槽，换挡杆(2)的下端位于档位槽内，保持架(5)位于支座(1)的底部，电路板(4)设于保持架(5)上，其特征在于：所述支座(1)另一侧底部设有磁栅孔，磁栅孔与保持架(5)上的电路板(4)对应，与电路板(4)对应的保持架(5)与支座(1)之间夹持着磁栅(3)；所述磁栅(3)一侧面中部设有管孔(3a)，磁栅(3)的管孔(3a)侧面与支座(1)的磁栅孔对应，且管孔(3a)伸至磁栅孔外；所述换挡杆(2)下部一侧设有外伸的支杆(2a)，支杆(2a)的另一端插设在磁栅(3)的管孔(3a)内，换挡杆(2)下部另一侧设有限位块(2f)，与限位块(2f)配合在支座(1)的档位槽外侧设有限位凸台(1a)。
2.根据权利要求1所述的手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构，其特征在于：所述磁栅孔两侧的保持架(5)与支座(1)之间的空腔形成滑槽，所述磁栅(3)两侧分别设有滑块，磁栅(3)两侧的滑块分别对应位于保持架(5)与支座(1)之间的滑槽内。
3.根据权利要求1所述的手自一体式变速箱用具有磁栅的换挡操纵机构，其特征在于：所述磁栅(3)为矩形，其一侧角边设有定位缺口，其中部设有Z形的S极，Z形的S极上端部与定位缺口对应，Z形的S极中部连线处的上部和下部分别设有N极，与Z形的S极上端部相对应的磁栅(3)下部一侧角边设为S极，该磁栅磁极的分布与档位设定的逻辑信号组合是一一对应的。
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