CN103195923B - 挡位传感器和具有它的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挡位传感器和具有它的车辆，所述挡位传感器包括：公共导流轨；多个挡位信号导流轨，所述挡位信号导流轨具有导流段和绝缘段；插针，所述插针具有公共信号端子和多个挡位信号端子，所述公共信号端子与所述公共导流轨相连，多个所述挡位信号端子分别对应地与多个所述挡位信号导流轨相连；和滑块，所述滑块分别与所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动以使对应的所述挡位信号端子具有不同的电位。根据本发明实施例的挡位传感器具有输入信号与实际机械位移信号的偏差小、输出信号精度高、挡位信号精准等优点。

Description

挡位传感器和具有它的车辆

技术领域

本发明涉及车辆工程，具体而言，涉及一种挡位传感器和具有所述挡位传感器的车辆。

背景技术

随着搭载自动档变速器汽车在国内外市场的普及，变速器挡位传感器的应用范围也越来越广泛。现有的接触式挡位传感器10＇，其原理是在挡位传感器10＇内部设置挡位导流轨和转子，转子通过弹性触头与导流轨接触并可绕其圆心转动。挡位传感器10＇装配到换挡长轴20＇上，通过棘爪30＇拨动换挡长轴20＇，从而驱动挡位传感器10＇转子转动一定角度，用各挡位信号插针形成的电平组合编码表示各挡位位置及挡位变换信号。

但现有的挡位传感器10＇的机械传递过程为：换挡长轴20＇-棘爪30＇-手动阀驱动杆40＇-手动阀50＇（如图1所示），机械传递部件较多且传递方式复杂，不仅存在很大的制造累积误差，而且在组装过程中会产生装配累积误差，这样导致挡位传感器10＇的输入信号与实际机械位移信号的偏差较大、输出信号精度较低、进而造成挡位信号输出不准确或错误信号输出等问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种输入信号与实际机械位移信号的偏差小、输出信号精度高、挡位信号精准的挡位传感器。

本发明的另一个目的在于提出一种具有所述挡位传感器的车辆。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种挡位传感器，所述挡位传感器包括：公共导流轨；多个挡位信号导流轨，所述挡位信号导流轨具有导流段和绝缘段；插针，所述插针具有公共信号端子和多个挡位信号端子，所述公共信号端子与所述公共导流轨相连，多个所述挡位信号端子分别对应地与多个所述挡位信号导流轨相连；和滑块，所述滑块分别与所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动以使对应的所述挡位信号端子具有不同的电位。

根据本发明实施例的挡位传感器通过设置所述公共导流轨和多个具有所述导流段和所述绝缘段的所述挡位信号导流轨，且在所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨上设置可滑动的所述滑块，可以根据所述滑块在多个所述挡位信号导流轨上的位置使所述插针的多个所述挡位信号端子具有不同的电位，从而判断挡位位置。这样可以将所述滑块直接与手动阀上的拨头相连，相比现有的挡位传感器10＇，所述挡位传感器的机械传递过程和传递方式更加简单，机械传递涉及部件更少。换言之，所述挡位传感器可以直接根据手动阀的移动反映挡位信号，而不必经过换挡长轴20＇-棘爪30＇-手动阀驱动杆40＇-手动阀50＇一系列的传递过程。也就是说，所述挡位传感器可以将手动阀的线性移动转换为挡位信号，由此可以消除换档机械位移在传递过程中的累积误差和零件装配误差，从而可以减小输入信号与实际机械位移信号的偏差、提高输出信号的精度，使挡位信号的识别更加精准。因此，根据本发明实施例的挡位传感器具有输入信号与实际机械位移信号的偏差小、输出信号精度高、挡位信号精准等优点。

另外，根据本发明的挡位传感器还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，多个所述挡位信号导流轨包括：第一挡位信号导流轨，所述第一挡位信号导流轨具有第一绝缘段、第一导流段、第二导流段和第二绝缘段；和第二挡位信号导流轨，所述第二挡位信号导流轨具有第三导流段、第三绝缘段、第四导流段和第四绝缘段，所述第三导流段与所述第一绝缘段相对，所述第三绝缘段与所述第一导流段相对，所述第四导流段与所述第二导流段相对，所述第四绝缘段与所述第二绝缘段相对。由此可以实现自动变速器四个挡位的判断，且结构简单、实施容易。

根据本发明的一个实施例，所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨相互平行设置。这样不仅可以使所述挡位传感器的结构更加合理，而且可以进一步提高所述挡位传感器的精度。

根据本发明的一个实施例，还包括上壳和下壳，所述下壳与所述上壳相连，所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨设在所述上壳上，所述滑块可滑动地设在所述下壳上。由此不仅可以提高所述挡位传感器的结构的稳定性，而且可以使所述挡位传感器的外观更加整齐美观。

根据本发明的一个实施例，所述上壳和所述下壳中的至少一个上设有定位孔。由此可以利用所述定位孔将所述上壳和/或所述下壳的位置固定，且安装简单方便。

根据本发明的一个实施例，所述滑块包括：本体，所述本体内具有两端敞开的容纳腔，所述金属弹性触头设在所述容纳腔内，所述上壳穿过所述容纳腔；金属弹性触头，所述金属弹性触头分别与所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动；和连接件，所述连接件上设有安装孔，所述连接件设在所述本体上。由此不仅可以降低所述滑块的生产成本，而且可以保护所述金属弹性触头、使所述挡位传感器的结构更加紧凑、占用的空间更小。并且所述挡位传感器的安装方便且连接可靠。

根据本发明的一个实施例，所述下壳上设有滑轨，所述连接件可滑动地设在所述滑轨内。这样可以使所述挡位传感器的性能更加可靠。且所述滑块和所述下壳的结构简单、配合稳定。

根据本发明的一个实施例，所述容纳腔的上壁设有多个限位件，多个所述限位件限定出安装空间，所述金属弹性触头设在所述安装空间内。由此可以提高所述金属弹性触头在所述本体上的牢固性和稳定性。

根据本发明的一个实施例，所述金属弹性触头包括：浮动框，所述浮动框可上下移动地设在所述安装空间内；弹性件，所述弹性件的一端与所述浮动框相连且另一端与所述容纳腔的上壁相连；公共导流触片，所述公共导流触片设在所述浮动框上且与所述公共导流轨接触；和多个挡位信号导流触片，多个所述挡位信号导流触片设在所述浮动框上且与所述公共导流触片电连接，多个所述挡位信号导流触片分别对应地与多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动。由此不仅可以使所述金属弹性触头更加容易地与所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨接触，而且可以便于信号的传递以进一步提高所述挡位传感器的性能的可靠性。

本发明的第二方面提出一种车辆，所述车辆包括：手动阀，所述手动阀上设有拨头；和挡位传感器，所述挡位传感器为根据本发明的第一方面所述的挡位传感器，所述滑块与所述拨头相连。

根据本发明实施例的车辆通过利用根据本发明的第一方面所述的挡位传感器，具有挡位判断精确，安全性高等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有挡位传感器与换挡机构的装配示意图；

图2是根据本发明实施例的挡位传感器的上壳的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的挡位传感器的下壳和滑块的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的挡位传感器的插针的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的挡位传感器的滑块的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的挡位传感器的金属弹性触头和限位件的结构示意图；

图7是根据本发明实施例的车辆的局部结构示意图。

现有挡位传感器10＇、换挡长轴20＇、棘爪30＇、手动阀驱动杆40＇、手动阀50＇；

本发明：挡位传感器10、手动阀20、拨头21、上壳100、公共导流轨110、第一挡位信号导流轨120、第一绝缘段121、第一导流段122、第二导流段123、第二绝缘段124、第二挡位信号导流轨130、第三导流段131、第三绝缘段132、第四导流段133、第四绝缘段134、下壳200、定位孔210、滑轨220、插针300、公共信号端子310、挡位信号端子320、滑块400、金属弹性触头410、公共导流触片411、挡位信号导流触片412、浮动框413、弹性件414、本体420、容纳腔421、限位件422、连接件430、安装孔431。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图7描述根据本发明实施例的车辆，如图7所示，根据本发明实施例的车辆包括手动阀20和挡位传感器10。

首先参考图2-图6描述根据本发明实施例的挡位传感器10。如图2-图6所示，根据本发明实施例的挡位传感器包括公共导流轨110、多个挡位信号导流轨、插针300和滑块400。

所述挡位信号导流轨具有导流段和绝缘段。插针300具有公共信号端子310和多个挡位信号端子320，公共信号端子310与公共导流轨110相连，多个挡位信号端子320分别对应地与多个所述挡位信号导流轨相连。滑块400分别与公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨接触且滑块400在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动以使对应的挡位信号端子320具有不同的电位。换言之，滑块400可滑动地设在公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨上。

其中，手动阀20上设有拨头21，滑块400与拨头21相连。

下面描述根据本发明实施例的挡位传感器10的工作过程。手动阀20移动时带动拨头21移动，拨头21带动滑块400在公共导流轨110和多个挡位信号导流轨上滑动，滑块400始终与公共导流轨110接触，公共导流轨110可以连接一定值的电压（例如5V、12V）。手动阀20停止运动后滑块400也停止滑动，滑块400与每个所述挡位信号导流轨的所述导流段或所述绝缘段接触，使与每个所述挡位信号导流轨相连的挡位信号端子320具有不同的电位。例如，当滑块400与所述挡位信号导流轨的所述导流段接触时，会形成信号回路，与所述挡位信号导流轨相连的挡位信号端子320具有高电平。当滑块400与所述挡位信号导流轨的所述绝缘段接触时，不能形成信号回路，与所述挡位信号导流轨相连的挡位信号端子320具有低电平。通过多个所述挡位信号导流轨的所述导流段和所述绝缘的区域设置，可以分别在不同的线性位移下形成不同的信号回路，从而可以用各挡位信号端子320形成的电平状态组合编码表示各挡位位置信息及挡位变换信息，从而判断当前挡位情况。

根据本发明实施例的挡位传感器10通过设置公共导流轨110和多个具有所述导流段和所述绝缘段的所述挡位信号导流轨，且在公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨上设置可滑动的滑块400，可以根据滑块400在多个所述挡位信号导流轨上的位置使插针300的多个挡位信号端子320具有不同的电位，从而判断挡位位置。这样可以将滑块400直接与手动阀20上的拨头21相连，相比现有的挡位传感器10＇，挡位传感器10的机械传递过程和传递方式更加简单，机械传递涉及部件更少。换言之，挡位传感器10可以直接根据手动阀20的移动反映挡位信号，而不必经过换挡长轴20＇-棘爪30＇-手动阀驱动杆40＇-手动阀50＇一系列的传递过程。也就是说，挡位传感器10可以将手动阀20的线性移动转换为挡位信号，由此可以消除换档机械位移在传递过程中的累积误差和零件装配误差，从而可以减小输入信号与实际机械位移信号的偏差、提高输出信号的精度，使挡位信号的识别更加精准。因此，根据本发明实施例的挡位传感器10具有输入信号与实际机械位移信号的偏差小、输出信号精度高、挡位信号精准等优点。

根据本发明实施例的车辆通过利用根据本发明上述实施例的挡位传感器10，具有挡位判断精确，安全性高等优点。

具体而言，公共导流轨110和多个挡位信号导流轨可以为金属条，所述挡位信号导流轨上可以涂有绝缘物以形成所述绝缘段，而所述挡位信号导流轨上未涂有绝缘物的部分可以形成所述导流段。

可选地，如图1所示，多个所述挡位信号导流轨可以包括第一挡位信号导流轨120和第二挡位信号导流轨130。挡位信号端子320可以为两个，两个挡位信号端子320可以分别与第一挡位信号导流轨120和第二挡位信号导流轨130相连。第一挡位信号导流轨120可以具有第一绝缘段121、第一导流段122、第二导流段123和第二绝缘段124。第二挡位信号导流轨130可以具有第三导流段131、第三绝缘段132、第四导流段133和第四绝缘段134，第三导流段131可以与第一绝缘段121相对，第三绝缘段132可以与第一导流段122相对，第四导流段133可以与第二导流段123相对，第四绝缘段134可以与第二绝缘段124相对。这样可以根据插针300的两个挡位信号端子320的电平状态组合成四种信号编码。具体地，第一种为滑块400分别与第一绝缘段121和第三导流段131接触，第二种为滑块400分别与第一导流段122和第三绝缘段132接触，第三种为滑块400分别与第二导流段123和第四导流段133接触，第四种为滑块400分别与第二绝缘段124和第四绝缘段134接触。由此可以实现自动变速器四个挡位的判断，且结构简单、实施容易。

以具有P、R、N、D（P-驻车档，R-倒档，N-空档，D-前进档）四个挡位的自动变速器为例，高低电平的组合编码和对应的挡位状态如下表所示：

其中，0可以表示低电平，1可以表示高电平。或者0可以表示高电平，1可以表示低电平。

图2和图3示出了根据本发明一个实施例的挡位传感器10。如图2和图3所示，公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨可以相互平行设置。这样不仅可以使挡位传感器10的结构更加合理，而且可以进一步提高挡位传感器10的精度。

有利地，如图2所示，挡位传感器10还可以包括上壳100，公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨可以设在上壳100上。由此可以使公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨的相对位置更加稳定，且可以使挡位传感器10的制造更加容易。

更为有利地，如图3所示，挡位传感器10还可以包括下壳200，下壳200可以与上壳100相连，下壳200可以位于上壳100的下方（上下方向如图1和图5-图7中的箭头A所示），滑块400可以可滑动地设在下壳200上。这样不仅可以利用上壳100和下壳200保护公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨以及滑块400、提高挡位传感器10的结构的稳定性，而且可以使挡位传感器10的外观更加整齐美观。此外，还可以通过固定上壳100和/或下壳200以将挡位传感器10的位置固定，从而可以便于手动阀20带动滑块400相对公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨滑动。

可选地，上壳100和下壳200中的至少一个上可以设有定位孔210。也就是说，上壳100上可以设有定位孔210，或下壳200上可以设有定位孔210，或者可以在上壳100和下壳200上均设置定位孔210。定位孔210可以为多个。由此可以利用定位孔210将上壳100和/或下壳200的位置固定，且安装简单方便。

图3、图5和图6示出了根据本发明一个具体实施例的挡位传感器10。如图3、图5和图6所示，滑块400可以包括金属弹性触头410，金属弹性触头410可以分别与公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨接触且金属弹性触头410在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动。换言之，金属弹性触头410可以可滑动地设在公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨上。这样可以使滑块400通过金属弹性触头410更加容易地与公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨接触，由此可以降低滑块400的生产成本。即滑块400的除金属弹性触头410的部分可以由非金属制成。

可选地，如图3和图5所示，滑块400还可以包括本体420，本体420内可以具有两端敞开的容纳腔421，金属弹性触头410可以设在容纳腔421内，上壳100可以穿过容纳腔421，以使上壳100上的公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨与金属弹性触头410接触。这样不仅可以利用本体420保护金属弹性触头410，而且可以使挡位传感器10的结构更加紧凑、占用的空间更小。

有利地，如图5所示，滑块400还可以包括连接件430，连接件430上可以设有安装孔431，连接件430可以设在本体420上。这样可以将手动阀20的拨头21安装在安装孔431内，从而可以使挡位传感器10的安装更加方便且连接更加可靠。

其中，如图3所示，下壳200上可以设有滑轨220，连接件430可以可滑动地设在滑轨220内。具体地，本体420的下表面可以可滑动地设在下壳200上，连接件430可以由上之下穿过滑轨220且连接件430可以沿滑轨220滑动。由此可以将滑块400可滑动地设在下壳200上，从而可以利用滑轨220限定滑块400的滑动轨迹以使挡位传感器10的性能更加可靠。并且滑块400和下壳200的结构简单、配合稳定。

有利地，如图5所示，容纳腔421的上壁可以设有多个限位件422，多个限位件422可以限定出安装空间，金属弹性触头410可以设在所述安装空间内。由此可以利用多个限位件422对金属弹性触头410进行限位，从而可以提高金属弹性触头410在本体420上的牢固性和稳定性。

更为有利地，多个限位件422可以一体地形成在本体420上。这样不仅可以加强滑块400的强度，而且可以简化滑块400的生产工艺，从而可以降低滑块400的生产成本。

图6示出了根据本发明一个具体示例的挡位传感器10。如图6所示，金属弹性触头410可以包括公共导流触片411和多个挡位信号导流触片412，公共导流触片411可以与多个挡位信号导流触片412电连接，公共导流触片411可以与公共导流轨110接触，多个挡位信号导流触片412可以分别对应地与多个所述挡位信号导流轨接触且挡位信号导流触片412可以在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动。换言之，多个挡位信号导流触片412分别对应地且可滑动地设在多个所述挡位信号导流轨上。由此可以使金属弹性触头410更加容易地与公共导流轨110和多个所述挡位信号导流轨接触。

可选地，如图6所示，金属弹性触头410还可以包括浮动框413和弹性件414。浮动框413可以可上下移动地设在所述安装空间内，公共导流触片411和多个挡位信号导流触片412可以设在浮动框413上。弹性件414的一端可以与浮动框413相连且弹性件414的另一端可以与容纳腔421的上壁相连。具体地，弹性件414可以为弹簧且所述弹簧可以为压缩状态。这样可以利用弹性件414推动浮动框413以使公共导流触片411抵靠在公共导流轨110上且使多个挡位信号导流触片412分别对应地抵靠在多个所述挡位信号导流轨上。由此可以使公共导流触片411与公共导流轨110的接触更加紧密且可以使多个挡位信号导流触片412分别与多个所述挡位信号导流轨的接触更加紧密，从而可以便于信号的传递以进一步提高挡位传感器10的性能的可靠性。

有利地，如图6所示，弹性件414可以为多个，这样利用多个弹性件414推动浮动框413。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种车辆，其特征在于，包括：

手动阀，所述手动阀上设有拨头；和

挡位传感器，所述挡位传感器包括：

公共导流轨；

多个挡位信号导流轨，所述挡位信号导流轨具有导流段和绝缘段；

插针，所述插针具有公共信号端子和多个挡位信号端子，所述公共信号端子与所述公共导流轨相连，多个所述挡位信号端子分别对应地与多个所述挡位信号导流轨相连；和

滑块，所述滑块与所述拨头相连，所述滑块分别与所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动以使对应的所述挡位信号端子具有不同的电位；

所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨相互平行设置。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，多个所述挡位信号导流轨包括：

第一挡位信号导流轨，所述第一挡位信号导流轨具有第一绝缘段、第一导流段、第二导流段和第二绝缘段；和

第二挡位信号导流轨，所述第二挡位信号导流轨具有第三导流段、第三绝缘段、第四导流段和第四绝缘段，所述第三导流段与所述第一绝缘段相对，所述第三绝缘段与所述第一导流段相对，所述第四导流段与所述第二导流段相对，所述第四绝缘段与所述第二绝缘段相对。

3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，还包括上壳和下壳，所述下壳与所述上壳相连，所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨设在所述上壳上，所述滑块可滑动地设在所述下壳上。

4.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述上壳和所述下壳中的至少一个上设有定位孔。

5.根据权利要求3所述的车辆，其特征在于，所述滑块包括：

本体，所述本体内具有两端敞开的容纳腔，金属弹性触头设在所述容纳腔内，所述上壳穿过所述容纳腔；

金属弹性触头，所述金属弹性触头分别与所述公共导流轨和多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动；和

连接件，所述连接件上设有安装孔，所述连接件设在所述本体上。

6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述下壳上设有滑轨，所述连接件可滑动地设在所述滑轨内。

7.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于，所述容纳腔的上壁设有多个限位件，多个所述限位件限定出安装空间，所述金属弹性触头设在所述安装空间内。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述金属弹性触头包括：

浮动框，所述浮动框可上下移动地设在所述安装空间内；

弹性件，所述弹性件的一端与所述浮动框相连且另一端与所述容纳腔的上壁相连；

公共导流触片，所述公共导流触片设在所述浮动框上且与所述公共导流轨接触；和

多个挡位信号导流触片，多个所述挡位信号导流触片设在所述浮动框上且与所述公共导流触片电连接，多个所述挡位信号导流触片分别对应地与多个所述挡位信号导流轨接触且在所述导流段和所述绝缘段之间可滑动。