CN102494130A - 一种混合动力车用空档开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力车用空档开关，包括壳体，所述的壳体一端内设有可沿壳体轴向移动的推杆，所述的推杆一端与壳体外侧的换挡指顶靠配合，推杆另一端与设在壳体内垫片之间设有复位弹簧，所述的壳体另一端上设有插接件，所述的推杆朝向插接件端上设有磁钢柱；所述的插接件与磁钢柱相对端上设有电路板，在电路板上设有控制电路通断切换的霍尔传感器，所述的电路板中电路的两输出端与插接件中的两插针电连接。该空档开关为感应无接触式触发开关，工作稳定、可靠，产品使用寿命长，结构简单。

Description

一种混合动力车用空档开关

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其是涉及一种混合动力车用空档开关。

背景技术

混合动力车越来越受到人们的关注。空档开关用于采集空档、在档状态信息，切换输出两组互为相反的电信号，提供给HCU和ECU，为混合动力车控制策略中判断怠速停机和发动机重起的重要条件之一，其信号的可靠性对整车有非常大的影响。因此，要求空挡开关具备相当好的稳定性和可靠性。目前已经公开的车用空档开关采用机械部件接触式控制传递信号存在稳定性和可靠性差、使用寿命短、结构复杂的问题。

如图1所示，该空挡开关包括机械控制部分1和电气转换部分2，两个部分中间依靠导线3进行连接。现有的空挡开关在整车使用中，变速箱内的润滑油会进入到空挡开关的机械控制部分的工作内腔中，机械控制部分中的既起密封作用又起传递距离信号作用的橡胶膜片4长期处在高温和高压下，使橡胶膜片4极易发生损坏。橡胶膜片4损坏后，导致空挡开关的使用距离发生了变化，不能触发机械控制部分的开关使产品的主要功能丧失，稳定性差。

电气转换部分中电路采用继电器控制，继电器动作响应慢，动作响应时间大于20ms；且继电器耐电流、电压弱，导致继电器易损坏，可靠性差。该产品稳定性和可靠性差、使用寿命短、结构复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单的混合动力车用空档开关，以达到空档开关工作稳定、可靠，产品使用寿命长的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：混合动力车用空档开关，包括壳体，所述的壳体一端内设有可沿壳体轴向移动的推杆，所述的推杆一端与壳体外侧的换挡指顶靠配合，推杆另一端与设在壳体内垫片之间设有复位弹簧，所述的壳体另一端上设有插接件，所述的推杆朝向插接件端上设有磁钢柱；所述的插接件与磁钢柱相对端上设有电路板，在电路板上设有控制电路通断切换的霍尔传感器，所述的电路板中电路的两输出端与插接件中的两插针电连接。

所述的电路板中电路包括霍尔传感器的正极与电源正极相连接的线路，霍尔传感器的负极与电源负极相连接的线路，在霍尔传感器的正、负极之间并联有储能电容；霍尔传感器的信号端与电路板一输出端相连，霍尔传感器的信号端并与三极管的基极相连，在霍尔传感器的信号端与三极管的基极相连线路中设有电阻，三极管的集电极与电路板另一输出端相连，三极管的发射极与电源负极相连，在三极管的基极和电源负极之间设有电容。

在所述的霍尔传感器的正极与电源正极相连接的线路中设有限流电阻。

所述的霍尔传感器为单极霍尔开关。

所述的复位弹簧套在所述的磁钢柱上，所述的垫片上设有用于所述的磁钢柱穿过的孔。

本发明采用这样的结构后，具有以下优点：采用感应无接触式触发的空档开关，利用霍尔元件的工作特性，使产品内部无须通过其它机械部件来传递距离导通开关，改变了内部零件的工作状况，不再受到变速箱内的润滑油温度和工作压力的影响，使开关的切换状态更稳定，切换时间小于2μs，具有高可靠性；通断切换开关通过霍尔传感器感应磁场强度变化来完成，省去机械部件传递，避免部分机械部件磨损，延长了使用寿命；采用无接触式触发，并将插接件和壳体固接成一体，结构简单，制造工艺简易。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为现有空档开关构造示意图。

图2为本发明空档开关构造示意图。

图3为本发明电路板中电路的电路图。

图1-图3中：1.机械控制部分、2.电气转换部分、3.导线、4.橡胶膜片、5.壳体、6.推杆、7.滚珠、8.垫片、9.复位弹簧、10.磁钢柱、11.电路板、12.霍尔传感器、13.插接件、Q1.三极管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对较佳实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图2所示，混合动力车用空档开关，包括壳体5，壳体5一端内设有可沿壳体轴向移动的推杆6，壳体5另一端上设有插接件13。伸出壳体外的推杆6一端与壳体外侧的换挡指顶靠配合，壳体内的推杆6另一端上设有磁钢柱10，推杆6与设在壳体内垫片8之间设有复位弹簧9，其垫片8通过铆压固定在壳体5内。为使复位弹簧具有较好的工作稳定性，增大磁钢柱的移动范围，复位弹簧9套在磁钢柱10上，垫片8上设有用于磁钢柱10穿过的孔。插接件13外端内设有输出信号用的两插针，插接件13与磁钢柱10相对端上设有电路板11，在电路板11上设有控制电路通断切换的霍尔传感器12，电路板中电路的两输出端与插接件中的两插针电连接。壳体里的插接件13内端、壳体5内圆周面、垫片8以及磁钢柱10靠近插接件端面组成腔体，腔体内的电路板上的霍尔传感器12与磁钢柱10相对。

如图3所示，电路板11中优选的电路包括霍尔传感器12的正极与电源正极D相连接的线路，霍尔传感器12的负极与电源负极C相连接的线路，在霍尔传感器的正、负极之间并联有储能电容C1。霍尔传感器的信号端与电路板一输出端B相连，霍尔传感器的信号端并与三极管Q1的基极相连，在霍尔传感器的信号端与三极管的基极相连线路中设有电阻R1，其电阻R1为偏置电阻；三极管Q1的集电极与电路板另一输出端A相连；三极管Q1的发射极与电源负极C相连，在三极管Q1的基极和电源负极之间设有电容C2。

为对霍尔传感器过电流保护，在霍尔传感器的正极与电源正极相连接的线路中设有限流电阻R2。

为了不影响换档，使动作更顺畅，在伸出壳体外的推杆6一端上设有滚珠7，滚珠与换档指顶靠配合。

空挡开关在整车使用中，变速箱内的润滑油会进入到空挡开关中的插接件内端、壳体内圆周面、垫片以及磁钢柱靠近插接件端面组成腔体中，变速箱的润滑油具有85℃左右的高温。由于霍尔传感器12为单极霍尔开关，单极霍尔开关工作温度范围为-40℃～150℃。因此，腔体的高温润滑油不会影响该霍尔传感器的正常工作，工作稳定性好。

在本发明中，当变速箱换档指做换档运动时，设在推杆一端上的滚珠被挤压，推杆随之产生轴向移动，带动磁钢柱向单极霍尔开关方向运动，使单极霍尔开关感应磁场的距离变小，单极霍尔开关感受的磁场强度增大，当磁场强度增加达到一定量时，单极霍尔开关导通工作。电路板一输出端B处的电流流过单极霍尔开关到电源负极，此处的电流不能导通电路中的三极管，使电路板另一输出端A处电流不能通过三极管而流到电源负极。此时，电路板一输出端B处为低电平，电路板另一输出端A处为高电平。

反之，当推杆外力挤压解除，推杆受复位弹簧产生复位运动，单极霍尔开关感受的磁场强度在减弱，当磁场强度减弱到一定量时，单极霍尔开关被关闭，断开不工作。电路板一输出端B处的电流通过电阻R1后导通三极管工作，使电路板另一输出端A处电流流过三极管到电源负极。此时，电路板一输出端B处为高电平，电路板另一输出端A处为低电平。

电路两输出端信号随之发生变化，同时输出相反的高、低电平信号，完成产品信号的转换。

在产品内部无须通过其它零件来传递距离导通开关，感应无接触式触发，不再受到变速箱内的润滑油温度和工作压力的影响，使开关的切换状态更稳定，切换时间小于2μs，具有高可靠性。

该空档开关为感应无接触式触发，省去机械部件控制传递通断，结构简化。进一步的，将空挡开关的插接件和壳体固接成一体，方便产品的设计。大大降低了空挡开关机械结构的复杂程度，使制造工艺简易，有利于实现其生产的产品一致性。

该空档开关省去机械部件传递控制通断切换，可避免部分机械部件磨损，使用寿命大大延长。对该空档开关耐久性进行试验，使用次数大于410000次，使用寿命大幅提高。该空档开关可广泛应用到ISG和BSG车型上，本发明中的空档开关的机械部件和电子部件以及插接件在市场上均易于采购，便于生产制造。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混合动力车用空档开关，包括壳体(5)，所述的壳体(5)一端内设有可沿壳体轴向移动的推杆(6)，所述的推杆(6)一端与壳体外侧的换挡指顶靠配合，推杆(6)另一端与设在壳体内垫片(8)之间设有复位弹簧(9)，其特征在于：所述的壳体(5)另一端上设有插接件(13)，所述的推杆(6)朝向插接件(13)端上设有磁钢柱(10)；所述的插接件(13)与磁钢柱(10)相对端上设有电路板(11)，在电路板(11)上设有控制电路通断切换的霍尔传感器(12)，所述的电路板(11)中电路的两输出端与插接件(13)中的两插针电连接。

2.如权利要求1所述的混合动力车用空档开关，其特征在于：所述的电路板(11)中电路包括霍尔传感器(12)的正极与电源正极相连接的线路，霍尔传感器的负极与电源负极相连接的线路，在霍尔传感器的正、负极之间并联有储能电容(C1)；霍尔传感器的信号端与电路板一输出端相连，霍尔传感器的信号端并与三极管(Q1)的基极相连，在霍尔传感器的信号端与三极管的基极相连线路中设有电阻(R1)，三极管(Q1)的集电极与电路板另一输出端相连，三极管(Q1)的发射极与电源负极相连，在三极管(Q1)的基极和电源负极之间设有电容(C2)。

3.如权利要求2所述的混合动力车用空档开关，其特征在于：在所述的霍尔传感器的正极与电源正极相连接的线路中设有限流电阻(R2)。

4.如权利要求1所述的混合动力车用空档开关，其特征在于：所述的霍尔传感器(12)为单极霍尔开关。

5.如权利要求1至4任一项所述的混合动力车用空档开关，其特征在于：所述的复位弹簧(9)套在所述的磁钢柱(10)上，所述的垫片(8)上设有用于所述的磁钢柱(10)穿过的孔。

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