CN103915279B - 一种汽车空调控制器大电流档位开关结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车空调控制器大电流档位开关结构，包括PCB电路板、开关壳体、档位触片部、档位切换部；开关壳体内设有配合档位触片部和档位切换部安装的装载槽；所述档位触片部包括动触片和静触片，所述静触片含有包括第0档位静触片在内的至少两个静触片，各静触片间互相分离，嵌于开关壳体中的装载槽内；其中除第0档位静触片静触片均有一动触片与之配合，动触片均与第0档位静触片活动连接。本发明还设有开关状态检测部件。本发明的汽车空调控制器大电流档位开关结构，巧妙实现了大电流开关档位切换转轴与触点的逻辑组合，始终至少有1个触点保持导通，不存在瞬间通断，避免了电流冲击问题，提高了使用寿命。

Description

一种汽车空调控制器大电流档位开关结构

技术领域

本发明涉及一种档位开关结构，特别涉及一种汽车空调控制器大电流档位开关结构。

背景技术

当前，出于低成本的考虑，汽车手动空调控制器对于鼓风机出风量的控制，一般都是通过空调控制器上的大电流开关直接控制：空调控制器上的大电流开关与鼓风机串联成一个回路，大电流开关中直接过比较大的负载电流（30安培左右），而不是控制信号的弱电流。汽车用户控制鼓风机出风量，进行档位切换所用的大电流开关，需承受比较大的电流。开关容易烧坏。另外，一般大电流开关可能出现某档位金属触点接触不良，造成鼓风机断路，功能失效的问题。次之，一般大电流开关档位切换时，通断瞬间会产生电流冲击，鼓风机产生瞬间断电、通电，运转不平稳，并且影响鼓风机寿命。再之，一般大电流开关档位切换时，通断瞬间会产生电火花，电火花会烧蚀开关金属触点，降低开关导通可靠性和寿命。另外，一般手动空调控制器控制鼓风机的大电流开关，当将档位调节到0档，鼓风机不再运转的时候，其实汽车空调压缩机已不需要工作。但是由于没有反馈信号给到控制器系统，汽车空调压缩机仍然满负荷工作。这会造成额外的能耗，并且会加速压缩机的磨损。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的缺陷，提供一种汽车空调控制器大电流档位开关结构。

一种汽车空调控制器大电流档位开关结构，包括PCB电路板、开关壳体、档位触片部、档位切换部；所述开关壳体内设有配合档位触片部和档位切换部安装的装载槽；所述档位触片部通过所述装载槽嵌入所述开关壳体，档位切换部控制所述档位触片部的连接状态；所述PCB电路板置于与所述档位触片部相对应的位置上，实现与所述档位触片部电连接；

具体的，所述档位触片部包括动触片和静触片，所述静触片含有包括第0档位静触片在内的至少两个档位静触片，各静触片间互相分离，嵌于所述开关壳体中的装载槽内；其中除第0档位静触片外的静触片均有一动触片与之配合，所述动触片均与第0档位静触片活动连接，不同动触片与其对应静触片之间的接触点数量不同；除第0档位静触片外的最低档位静触片延伸一开关信号反馈端到所述PCB电路板上。

进一步的，所述第0档位静触片为一“L”字型导电体，其其中一臂上开有多个动触片装载孔，通过该多个动触片装载孔分别与所有动触片活动连接；除第0档位静触片外的其它静触片上分别设有与对应的动触片接触的触点。

进一步的，每个动触片的中部均向上拱起形成一突起，动触片的第一端装载于对应的动触片装载孔中，第一端与突起之间向下固定有弹性部件，弹性部件末端与所述装载槽接触；所述动触片的第二端在自然状态下与对应静触片的触点接触。

进一步的，所述档位切换部包括控制手把、开关档位切换转轴和档位卡锁；所述档位开关切换转轴安装于开关壳体的装载槽中，控制动、静触片之间的接触与分离，其为一薄圆片，圆片中心两面均向外延伸出轴承，面向开关壳体一面的轴承设有与档位卡锁配合的齿位，背向开关壳体一面的轴承与控制手把固定连接；所述开关档位切换转轴向开关壳体一面设有控制档位切换的与所述突起对应的筋条。

进一步的，所述档位切换部包括至少一个档位卡锁，档位卡锁包括配合固定所述齿位的档位活塞和弹性部件，所述档位活塞安装于装载槽中与所述齿位配合处，所述弹性部件使所述档位活塞在自然状态下抵住所述齿位。

本发明还提供另一种汽车空调控制器大电流档位开关结构，包括PCB电路板、开关壳体、档位触片部、档位切换部；所述开关壳体内设有配合档位触片部和档位切换部安装的装载槽；所述档位触片部通过所述装载槽嵌入所述开关壳体，档位切换部控制所述档位触片部的连接状态；所述PCB电路板置于与所述档位触片部相对应的位置上，实现与所述档位触片部电连接；

具体的，所述档位触片部包括动触片和静触片，所述静触片含有包括第0档位静触片在内的至少两个档位静触片，各静触片间互相分离，嵌于所述开关壳体中的装载槽内；其中除第0档位静触片外的静触片均有一动触片与之配合，所述动触片均与第0档位静触片活动连接，不同动触片与其对应静触片之间的接触点数量不同；所述PCB板上设置有开关状态检测器。

进一步的，所述档位切换部包括控制手把、开关档位切换转轴和档位卡锁；所述档位开关切换转轴安装于开关壳体的装载槽中，控制动、静触片之间的接触与分离，其为一薄圆片，圆片中心两面均向外延伸出轴承，面向开关壳体一面的轴承设有与档位卡锁配合的齿位，背向开关壳体一面的轴承与控制手把固定连接；所述开关档位切换转轴向开关壳体一面设有控制档位切换的筋条。

进一步的，所述开关档位切换轴背向开关壳体一面还设有一突出部；所述PCB板中间开有一与所述开关档位切换轴的轴承相适应的孔，安装于所述控制手把和所述开关档位切换转轴之间；所述开关状态检测器固定在所述孔的旁边，其上设有与所述突出部配合完成开关状态检测的动触点。

进一步的，所述档位切换部包括至少一个档位卡锁，档位卡锁包括配合固定所述齿位的档位活塞和弹性部件，所述档位活塞安装于装载槽中与所述齿位配合处，所述弹性部件使所述档位活塞在自然状态下抵住所述齿位。

进一步的，所述第0档位静触片为一“L”字型导电体，其其中一臂上开有多个动触片装载孔，通过该多个动触片装载孔分别与所有动触片活动连接；除第0档位静触片外的其它静触片上分别设有与对应的动触片接触的触点；每个动触片的中部均向上拱起形成一突起，动触片的第一端装载于对应的动触片装载孔中，第一端与突起之间向下固定有弹性部件，弹性部件末端与所述装载槽接触；所述动触片的第二端在自然状态下与对应静触片的触点接触。

本发明的汽车空调控制器大电流档位开关结构，巧妙实现了大电流开关档位切换转轴与触点的逻辑组合，并且采用了冗余设计，在换挡的过程中，始终至少有1个触点保持导通，不存在瞬间通断，避免了电流冲击问题，也不容易产生电火花，鼓风机运行平稳，系统稳定性好，寿命长。另外其开关状态检测功能实现了节能，同时也减少了压缩机不必要的磨损，提高了使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为本发明电路原理图。

图3为本发明档位触片部的结构原理图。

图4为本发明档位触片部的结构原理图。

图5为本发明档位切换部的结构原理图。

图6为本发明档位切换转轴部的结构原理图。

图7为本发明档位卡锁与档位切换转轴位置关系的结构原理图。

图8为本发明一实施例中关于开关状态检测功能的结构原理图。

图9为本发明另一实施例中关于开关状态检测功能的结构原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的一种汽车空调控制器大电流档位开关结构作进一步的描述。

实施例1：

本发明包括开关壳体100、档位触片部200、档位切换部300和PCB电路板400四个大部分。如图1所示。其中，开关壳体400内设有配合档位触片部200和档位切换部300安装的装载槽110。档位触片部200通过装载槽110固定在开关壳体内100，档位切换部300控制所述档位触片部200的连接状态；所述PCB电路板400置于与所述档位触片部200相对应的位置上，实现与所述档位触片部200电连接。

具体的，所述档位触片部200包括动触片210和静触片220，如图3所示。静触片220包括第0档位静触片221、第1档位静触片222、第2档位静触片223、第3档位静触片224、第4档位静触片225，各静触片220间互相分离，分别安装在所述开关壳体100中的装载槽110内；其中第1~4档位静触片220均有一动触片210与之配合。第0档位静触片呈一“L”字型导电体，其中一臂上开有4个动触片装载孔226，第1~4档位静触片设有与对应动触片接触的触点A2~A5。该4块动触片210均与第0档位静触片221活动连接。

在电路方面，本发明使用常用的开关电路，如图2所示，再对应图1，其中电源输出端与第0档触片221连接，（为方便描述，对应为触点A1），第1档静触片222的与电路图中的第1档端子连接，其与对应动触片接触的触点为触点A5；第2档静触片223的与电路图中的第2档端子连接，其与对应动触片接触的触点为触点A4；如此类推。由于触点A1与四个动触片210之间都有电连接，可以通过动触片210与静触片220之间不同的连接关系来选择档位。在本发明中，电路档位与各触点之间的逻辑关系为：

0档时，触点A1与触点A5、A4、A3、A2之间相互断开；

1档时，触点A1与触点A5连接；

2档时，触点A1与触点A5、A4连接；

3档时，触点A1与触点A5、A4、A3连接；

4档时，触点A1与触点A5、A4、A3、A2连接；

结合电路图与图1可知，开关档位越高，与触点A1连接的触点就越多，即动触片与静触片接触的数量越大；此时由于短路的作用，限流电阻的阻值将越小，空调电机的功率将越大。

在控制动触片210与静触片220接触的状态方面，如图3~7所示。动触片210呈一长薄片状，中部向上折起一突起211，一端末端有一向上勾起的卡勾212，装载于所述动触片装载孔226中，使其不易从装载孔中脱落；该端与突起之间向下固定有弹性部件213，一般优选为弹簧，使动触片另一末端在自然状态下与对应静触片的触点接触，优选的，为了更好的接触，另一末端向上设有接触部214。另外档位切换部包括开关档位切换转轴310、控制手把320和档位卡锁330。档位开关切换转轴310为一薄圆片（见图6），绝缘材质做成，圆片中心两面均向外延伸出轴承，面向开关壳体一面的轴承设有与档位卡锁配合的齿位311，背向开关壳体100一面的轴承为非圆柱状，与控制手把320固定连接，通过转动手把320切换档位。

进一步的，开关档位切换转轴310向开关壳体100一面设有控制档位切换并与所述突211起对应的筋条313，筋条313为不同半径的同心圆弧凸脊。当转轴转到一定角度时，凸脊将顶住动触片210中部的突起211，使动触片210与静触片220分离。通过设计筋条313位置的组合，就可以实现在不同的角度顶住不同的突起211，达到调档的目的。

为了更准确地换挡和固定档位，档位切换部包300括最少一组档位卡锁330，如图5所示，一般优选方案为采用两组档位卡锁330，其位置关系如图7所示。档位卡锁330包括配合固定所述齿位的档位活塞331和弹性部件332，档位活塞331成一“U”字状，“U”的底部为一凸齿，用于抵住轴承上开关档位切换转轴310的齿位311，使之不能轻易转动。弹性部件332则固定在档位活塞331凸齿的后面，然后整个档位卡锁330装入装载槽110中与所述齿位311配合处，两组档位卡锁330在一条直线上相向放置。

在档位状态检测方面，本实施例采用了一开关状态检测器410，其安装于PCB电路板400上。开关切换转轴310背向开关壳体100一面还设有一扇形突出部312。如图8所示（图8（a）的处于2档状态）。具体的，件图8（b）所述开关状态检测器靠近PCB电路板400圆孔一侧设有一个检测开关动触片411，在自然状态下，检测开关动触动片411处于初始位置，此时开关状态检测器410向空调控制器控制单元发出高电平信号，代表空调处于工作状态；通过控制手把跳到0档时，扇形突出部312拨动开关动触片411，使之输出低电平，此时空调压缩机等相关设备停止工作，达到节能省电的目的。

实施例2：

在档位状态检测中，由于要用到开关状态检测器，无形中增加了设计难度和生产成本，为了节省成本和提高可设计性，本实施例与上一实施例的区别如下。

如图9所示，本实施例中，第1档位静触片（即触点A5）延伸出一状态检测端228（见图9（a）），该状态检测端228通过PCB电路板400的检测端口孔420直接连接到PCB电路板400上，与空调控制器控制单元连接。由于触点A1为公共端，当处于1至4档时，触点A1与触点A5均为连通状态，此时与触点A5设计为一体的反馈端为高电平；当处于0档时，触点A1与触点A5处于断开状态，此时与触点A5设计为一体的反馈端为低电平。利用在0档时与触点A5设计为一体的反馈端电平与其它档位不同的原理，识别出0档状态，空调控制器控制单元接收到反馈端低电平信号，判定大电流开关处于0档位置。空调控制器系统发出控制信号给压缩机，压缩机离合器断开，压缩机不再工作，更多的动力用在汽车行驶上，这样就实现了节能，同时也减少了压缩机不必要的磨损，提高了使用寿命。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种汽车空调控制器大电流档位开关结构，包括PCB电路板、开关壳体、档位触片部、档位切换部；所述开关壳体内设有配合档位触片部和档位切换部安装的装载槽；所述档位触片部通过所述装载槽嵌入所述开关壳体，档位切换部控制所述档位触片部的连接状态；所述PCB电路板置于与所述档位触片部相对应的位置上，实现与所述档位触片部电连接；

其特征在于：所述档位触片部包括动触片和静触片，所述静触片含有包括第0档位静触片在内的至少两个档位静触片，各静触片间互相分离，嵌于所述开关壳体中的装载槽内；其中除第0档位静触片外的静触片均有一动触片与之配合，所述动触片均与第0档位静触片活动连接，不同动触片与其对应静触片之间的接触点数量不同；除第0档位静触片外的最低档位静触片延伸一开关信号反馈端到所述PCB电路板上；第1档位静触片延伸出一状态检测端，所述PCB电路板上与所述状态检测端对应处设有检测端口孔；所述状态检测端通过所述检测端口孔直接连接到PCB电路板上，与空调控制器控制单元连接。

2.如权利要求1所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述第0档位静触片为一“L”字型导电体，其其中一臂上开有多个动触片装载孔，通过该多个动触片装载孔分别与所有动触片活动连接；除第0档位静触片外的其它静触片上分别设有与对应的动触片接触的触点。

3.如权利要求2所述的大电流档位开关结构，其特征在于：每个动触片的中部均向上拱起形成一突起，动触片的第一端装载于对应的动触片装载孔中，第一端与突起之间向下固定有弹性部件，弹性部件末端与所述装载槽接触；所述动触片的第二端在自然状态下与对应静触片的触点接触。

4.如权利要求3所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述档位切换部包括控制手把、开关档位切换转轴和档位卡锁；所述档位开关切换转轴安装于开关壳体的装载槽中，控制动、静触片之间的接触与分离，其为一薄圆片，圆片中心两面均向外延伸出轴承，面向开关壳体一面的轴承设有与档位卡锁配合的齿位，背向开关壳体一面的轴承与控制手把固定连接；所述开关档位切换转轴向开关壳体一面设有控制档位切换的与所述突起对应的筋条。

5.如权利要求4所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述档位切换部包括至少一个档位卡锁，档位卡锁包括配合固定所述齿位的档位活塞和弹性部件，所述档位活塞安装于装载槽中与所述齿位配合处，所述弹性部件使所述档位活塞在自然状态下抵住所述齿位。

6.一种汽车空调控制器大电流档位开关结构，包括PCB电路板、开关壳体、档位触片部、档位切换部；所述开关壳体内设有配合档位触片部和档位切换部安装的装载槽；所述档位触片部通过所述装载槽嵌入所述开关壳体，档位切换部控制所述档位触片部的连接状态；所述PCB电路板置于与所述档位触片部相对应的位置上，实现与所述档位触片部电连接；

其特征在于：所述档位触片部包括动触片和静触片，所述静触片含有包括第0档位静触片在内的至少两个档位静触片，各静触片间互相分离，嵌于所述开关壳体中的装载槽内；其中除第0档位静触片外的静触片均有一动触片与之配合，所述动触片均与第0档位静触片活动连接，不同动触片与其对应静触片之间的接触点数量不同；所述PCB板上设置有开关状态检测器；所述开关状态检测器靠近PCB电路板圆孔一侧设有检测开关动触片；所述开关切换转轴背向开关壳体一面设有扇形突出部；所述扇形突出部在档位处于第0档时使所述检测开关动触片处于非自然状态。

7.如权利要求6所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述档位切换部包括控制手把、开关档位切换转轴和档位卡锁；所述档位开关切换转轴安装于开关壳体的装载槽中，控制动、静触片之间的接触与分离，其为一薄圆片，圆片中心两面均向外延伸出轴承，面向开关壳体一面的轴承设有与档位卡锁配合的齿位，背向开关壳体一面的轴承与控制手把固定连接；所述开关档位切换转轴向开关壳体一面设有控制档位切换的筋条。

8.如权利要求7所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述开关档位切换轴背向开关壳体一面还设有一突出部；所述PCB板中间开有一与所述开关档位切换轴的轴承相适应的孔，安装于所述控制手把和所述开关档位切换转轴之间；所述开关状态检测器固定在所述孔的旁边，其上设有与所述突出部配合完成开关状态检测的动触点。

9.如权利要求8所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述档位切换部包括至少一个档位卡锁，档位卡锁包括配合固定所述齿位的档位活塞和弹性部件，所述档位活塞安装于装载槽中与所述齿位配合处，所述弹性部件使所述档位活塞在自然状态下抵住所述齿位。

10.如权利要求6所述的大电流档位开关结构，其特征在于：所述第0档位静触片为一“L”字型导电体，其其中一臂上开有多个动触片装载孔，通过该多个动触片装载孔分别与所有动触片活动连接；除第0档位静触片外的其它静触片上分别设有与对应的动触片接触的触点；每个动触片的中部均向上拱起形成一突起，动触片的第一端装载于对应的动触片装载孔中，第一端与突起之间向下固定有弹性部件，弹性部件末端与所述装载槽接触；所述动触片的第二端在自然状态下与对应静触片的触点接触。