CN106555874A - 一种手动变速器空挡定位系统、变速器及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手动变速器空挡定位系统、变速器及汽车，涉及汽车技术领域，以解决霍尔式空挡开关发出的在挡或空挡信号失真的问题。该手动变速器空挡定位系统包括空挡定位座、电感式接近开关、传感器以及换挡感力块；空挡定位座中滚珠与换挡感力块的感力面相接触，推杆伸入空挡定位座的壳体内的一端设有感应体；电感式接近开关设在壳体内与感应体相对的面上；传感器设在空挡定位座外，传感器与电感式接近开关的输出端连接。由于壳体内除了推杆上的感应体随着在挡或空挡接近或原理电感式接近开关，没有其他可移动体或产生磁场的线束，因此，电感式接近开关在发出在挡或空挡信号时不会失真。本发明提供的手动变速器空挡定位系统用于汽车领域。

Description

一种手动变速器空挡定位系统、变速器及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种手动变速器空挡定位系统、变速器及汽车。

背景技术

手动变速器是一种通过手动拨动变速杆以改变手动变速器内的齿轮啮合位置，从而实现变速目的的变速器。在换挡过程中，一般要通过空挡定位座对空挡进行定位，使选挡能正确回空挡位，并保证空挡位置的准确性；而且，为了判断汽车挡位状态，还会通过空挡开关经空挡定位装置采集换挡轴提供的在挡信号或空挡信号，将采集的在挡信号或空挡信号发送到汽车的车载电脑，以判断汽车处在空挡状态或在挡状态。

现有的空挡开关分为机械式空挡开关和霍尔式空挡开关，这两种空挡开关的结构比较复杂。其中，霍尔式空挡开关是依靠霍尔效应实现在挡信号或空挡信号的采集以及发送的；因此，霍尔式空挡开关在工作时，对周围存在的磁场比较敏感。而空挡开关与空挡定位装置一般是以分体式的方式安装于手动式变速器的壳体上的，霍尔式空挡开关不可避免的会暴露在手动式变速器内各种线束产生的磁场干扰范围内，由于霍尔式空挡开关中的霍尔芯片所发出的霍尔信号实质上是磁信号转变为的电信号；因此，霍尔式空挡开关的霍尔芯片在发出霍尔信号时，容易被手动式变速器内各种线束所产生的磁场所干扰，导致采集的在挡信号或空挡信号失真。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种手动变速器空挡定位系统，以解决霍尔式空挡开关在采集和发出在挡信号或空挡信号时，容易被手动式变速器内各种线束产生的磁场干扰，导致采集的在挡信号或空挡信号失真的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种手动变速器空挡定位系统，包括空挡定位座、电感式接近开关、传感器以及套设在换挡轴上的换挡感力块；所述空挡定位座的滚珠与所述换挡感力块的感力面相接触；所述空挡定位座的推杆伸入所述空挡定位座的壳体内的一端设有感应体；所述电感式接近开关设在所述壳体内与所述感应体相对的面上；所述传感器设在所述空挡定位座外；所述传感器与所述电感式接近开关的输出端连接；其中，

在挡时，所述感应体位于所述电感式接近开关的感应距离内，所述电感式接近开关向所述传感器发出在挡信号；空挡时，所述感应体位于所述感应式接近开关的感应距离之外，所述电感式接近开关向所述传感器发出空挡信号。

优选的，所述空挡定位座包括壳体、推杆和滚珠；所述壳体)的一端具有开口；所述滚珠设在所述推杆的一端，所述推杆的另一端自所述开口伸入所述壳体内，且所述感应体设在所述推杆伸入所述所述壳体内的一端。

优选的，所述壳体内设有防止所述推杆从所述壳体脱出的限位凸起，所述壳体内还设有卡环，所述卡环通过第一弹簧与所述壳体内与所述推杆相对的面相连；所述感应体穿过所述卡环中的通孔。

较佳的，所述壳体包括开关壳体部分和推杆壳体部分；所述电感式接近开关设在所述开关壳体部分内，所述推杆设在所述推杆壳体部分内；所述卡环设在所述推杆壳体部分靠近所述电感式接近开关的一端，所述限位凸起设在所述推杆壳体部分内。

较佳的，所述壳体内与所述推杆相对的面上设有固定所述电感式接近开关的内衬件，所述第一弹簧与所述壳体相连的一端与所述内衬件相连。

较佳的，所述推杆包括外推杆和内推杆；所述外推杆的一端开设用于固定所述滚珠的第一卡槽，另一端开设用于容纳所述内推杆的第二卡槽；所述第二卡槽通过第二弹簧与所述内推杆的一端相连，所述感应体设在所述内推杆的另一端。

优选的，所述传感器与所述电感式接近开关的输出端通过接插件相连，且所述接插件位于所述空挡定位座外。

较佳的，所述插接件上设有电源端、接地端以及信号输出端；且所述电感式接近开关的输出端通过所述信号输出端与所述传感器相连，所述电源端与电源线相连，所述接地端与地线相连。

相对于现有技术，本发明所述的手动变速器空挡定位系统具有以下优势：

本发明提供的手动变速器空挡定位系统中，空挡定位座的滚珠与换挡感力块的感力面相接触，当换挡轴转动使换挡感力块发生转动或移动时，换挡感力块的感力面就能通过对空挡定位座的滚珠施力，使滚珠推动推杆沿推杆自身的轴向运动；而由于空挡定位座的推杆伸入空挡定位座的壳体内的一端设有感应体，电感式接近开关设在该壳体内与感应体相对的面上；因此，在滚珠推动推杆沿推杆自身的轴向运动时，推杆能够带动感应体接近或远离电感式接近开关，使在挡时感应体位于电感式接近开关的感应距离内，空挡时感应体在感应式接近开关的感应距离之外；另外，由于电感式接近开关与传感器相连，且根据电感原理，电感式接近开关能够根据感应体是否在电感式接近开关的感应距离之内，输出对应的在挡信号或空挡信号；因此，本发明提供的手动变速器空挡定位系统中的传感器能够根据是否在挡，输出在挡信号或空挡信号。

而且，由于电感式接近开关设在空挡定位座的壳体内与感应体相对的面上，且空挡定位座的壳体内除了感应体之外，没有其他可移动的部件或能够产生磁场的线束，因此，本发明提供的手动变速器空挡定位系统中，电感式接近开关只会受到感应体的影响而输出在挡信号或空挡信号，不会有其他干扰，避免了采集的在挡信号或空挡信号失真的问题。另外，本发明提供的手动变速器空挡定位系统中，空挡定位座与电感式接近开关集成在一起，也减少了变速器壳体的开孔数量，从而降低了变速器漏油的风险。

此外，由于传感器设在空挡定位座外，连接传感器的线束与电感式接近开关能够被空挡定位座的壳体隔离，从而避免连接传感器的线束所产生的磁场对电感式接近开关的影响所导致的信号失真问题。

本发明的另一目的在于提出一种变速器，以解决霍尔式空挡开关在采集和发出在挡信号或空挡信号时，容易被手动式变速器内各种线束产生的磁场干扰，导致采集的在挡信号或空挡信号失真的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种变速器，所述变速器上设置有上述技术方案所述手动变速器空挡定位系统。

相对于现有技术，本发明所述的变速器具有以下优势：

所述变速器与上述技术方案提供的手动变速器空挡定位系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种汽车，以解决霍尔式空挡开关在采集和发出在挡信号或空挡信号时，容易被手动式变速器内各种线束产生的磁场干扰，导致采集的在挡信号或空挡信号失真的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车，所述汽车上设置有上述技术方案所述的变速器。

相对于现有技术，本发明所述的变速器具有以下优势：

所述汽车与上述技术方案提供的变速器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的手动变速器空挡定位系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的推杆、感应体、滚珠的连接结构示意图；

图3为本发明实施例所述的空挡定位座的壳体、卡环的连接结构示意图；

图4为本发明实施例所述的电感式接近开关的工作原理图；

附图标记说明：

1-传感器， 2-空挡定位座， 20-壳体；

201-开关壳体部分， 202-推杆壳体部分， 21-推杆；

211-外推杆， 212-内推杆， 22-滚珠；

23-第一弹簧， 24-第二弹簧， 25-内衬件；

26-卡环， 27-限位凸起， 3-电感式接近开关；

31-LC振荡器， 32-开关电路， 33-放大输出电路；

4-接插件， 5-换挡感力块， 6-感应体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参阅图1，本发明实施例提供的一种手动变速器空挡定位系统，包括空挡定位座2、电感式接近开关3、传感器1以及套设在换挡轴上的换挡感力块5；空挡定位座2的滚珠22与换挡感力块5的感力面相接触；空挡定位座2的推杆21伸入空挡定位座2的壳体20内的一端设有感应体6；电感式接近开关3设在壳体20内与感应体6相对的面上；传感器1设在空挡定位座2外；传感器1与电感式接近开关3的输出端连接；其中，

在挡时，感应体6位于电感式接近开关3的感应距离内，所述电感式接近开关3向所述传感器1发出在挡信号；空挡时，感应体6在感应式接近开关3的感应距离之外，电感式接近开关3向传感器1发出空挡信号。

请参阅图1，具体工作时，换挡轴转动时，换挡感力块5感受到换挡轴的转动，发生移动或转动。换挡感力块5上的感力面分为空挡感力面、一至五挡感力面及倒挡感力面，在空挡或换挡时，换挡感力块5上的感力面能够对应和滚珠22接触。

请参阅图1和4，在挡时，换挡感力块5上的一挡感力面、二挡感力面、三挡感力面、四挡感力面、五挡感力面及倒挡感力面中的一个与滚珠22接触，使得滚珠22推动推杆21向电感式接近开关3所在方向移动(如图3所示：推杆21沿推杆自身轴向方向a，向电感式接近开关3所在方向移动)，使得设在推杆21上的感应体6位于电感式接近开关3的感应距离L内，而电感式接近开关3包括LC振荡器31、开关电路32和放大输出电路33；LC振荡器31在感应体6位于电感式接近开关3的感应距离L内时，LC振荡器31产生的交变电磁场能够使感应体6内产生涡流，从而导致LC振荡器31的振荡衰减，直到停振，停振的信号经放大输出电路33处理后转化成开关信号，即在挡信号，然后通过传感器1发送给车载电脑，使车载电脑判断出变速器处在在挡状态。

空挡时，换挡感力块5上的空挡感力面与滚珠22接触，使滚珠22带动推杆21向远离电感式接近开关3的方向移动(如图3所示：推杆21沿推杆自身轴向方向a，向远离电感式接近开关3的方向移动)，以致设在推杆21上的感应体6远离电感式接近开关3，位于感应式接近开关3的感应距离L之外，即感应体距离感应式接近开关3的距离为M(将M称作断开距离)，且断开距离M>感应距离L，由于感应体6位于感应式接近开关3的感应距离L之外，LC振荡器31产生的交变电磁场无法使感应体6内产生用于衰减LC振荡器31振荡的涡流；因此，LC振荡器31的振荡开始恢复，振荡恢复的信号经放大输出电路处理后转化成开关信号，即空挡信号。而由于振荡恢复的信号和停振的信号不同；所以，空挡信号经过传感器1发送给车载电脑时，车载电脑能够判断出不同于在挡状态的空挡状态。

通过分析上述实施例提供的手动变速器空挡定位系统的工作过程可知，本实施例提供的手动变速器空挡定位系统中，空挡定位座2的滚珠22与换挡感力块5的感力面相接触，当换挡轴转动使换挡感力块5发生转动或移动时，换挡感力块5的感力面就能通过对空挡定位座2的滚珠22施力，使滚珠22推动推杆21沿推杆自身的轴向运动；而由于空挡定位座2的推杆21伸入空挡定位座2的壳体20内的一端设有感应体6，电感式接近开关3设在该壳体20内与感应体6相对的面上；因此，在滚珠22推动推杆21沿推杆自身的轴向运动时，推杆21能够带动感应体6接近或远离电感式接近开关3，使在挡时感应体6位于电感式接近开关3的感应距离L内，空挡时感应体6在感应式接近开关3的感应距离L之外；另外，由于电感式接近开关3与传感器1相连，且根据电感原理，电感式接近开关3能够根据感应体6是否在电感式接近开关3的感应距离L之内，输出对应的在挡信号或空挡信号；因此，本实施例提供的手动变速器空挡定位系统中的传感器1能够根据是否在挡，输出在挡信号或空挡信号。

而且，由于电感式接近开关3设在空挡定位座2的壳体20内与感应体6相对的面上，且空挡定位座2的壳体20内除了感应体6之外，没有其他可移动的部件或产生磁场的线束；因此，本实施例提供的手动变速器空挡定位系统中，电感式接近开关3只会受到感应体6的影响而输出在挡信号或空挡信号，不会有其他干扰，避免了采集的在挡信号或空挡信号失真的问题。另外，本实施例提供的手动变速器空挡定位系统中，空挡定位座2与电感式接近开关3集成在一起，也减少了变速器壳体的开孔数量，从而降低了变速器漏油的风险；而电感式接近开关3质量较轻，将其集成在空挡定位座2中也能降低整车重量。

此外，由于传感器1设在空挡定位座2外，连接传感器1的线束与电感式接近开关3能够被空挡定位座2的壳体20隔离，从而避免连接传感器1的线束所产生的磁场对电感式接近开关3的影响所导致的信号失真问题。

需要说明的是，感应体6一般是为金属材料制成，例如：铁、铜或钢等。而电感式接近开关3输出的在挡信号和空挡信号的数值大小，可以根据车载电脑的要求进行控制。

上述实施例中的空挡定位座2可以选择现有的空挡定位座，也可以是以下具体的空挡定位座2，但不仅限于这种结构：

请继续参阅图1，该空挡定位座2包括壳体20、推杆21和滚珠22；壳体20的一端具有开口；滚珠22设在推杆21的一端，推杆21的另一端自开口伸入壳体20内，且感应体6设在推杆21伸入壳体20内的一端；请参阅图2，推杆21包括外推杆211和内推杆212；外推杆211的一端开设用于固定滚珠22的第一卡槽，另一端开设用于容纳内推杆212的第二卡槽；内推杆212的一端与外推杆211通过第二弹簧24相连，内推杆212的另一端与设有感应体6。由于内推杆212的一端与外推杆211通过第二弹簧24相连，因此，在挡时，在滚珠22的挤压下，外推杆211可以挤压第二弹簧24，第二弹簧24的长度缩小，以使外推杆211向电感式接近开关3所在方向运动，而第二弹簧24又可以将外推杆211受到的力传递给内推杆212，使内推杆212同样向电感式接近开关3所在方向运动，直到设在内推杆212上的感应体6位于感应距离L内，使其对衰减LC振荡器31的振荡，以传递在挡信号。

请参阅图3，上述实施例提供的手动变速器空挡定位系统中，空挡定位座2的壳体20内设有防止推杆21从壳体20脱出的限位凸起27，壳体20内还设有卡环26，卡环26通过第一弹簧23与壳体20内与推杆21相对的面相连；感应体6穿过卡环26中的通孔。由于空挡定位座2的壳体20内设有限位凸起27，在推杆21远离电感式接近开关3时，限位凸起27能够将推杆21卡在壳体20内，防止推杆21从壳体20内脱出。

在挡时，推杆21向电感式接近开关3所在方向移动，推杆21设有感应体6的一端伸入到卡环26的位置时，推杆21上的感应体6能够穿过卡环26上的通孔，使感应体6能够受到电感式接近开关3所产生的振荡，以便在感应距离L内时，感应体6能够产生涡流使电感接近开关3中LC振荡器31的振荡衰减。而由于推杆21设有感应体6的一端伸入到卡环26的位置时，推杆21可以向卡环26施力使卡环26挤压第一弹簧23，卡环26是通过第一弹簧23与壳体20内与推杆21相对的面相连，壳体20内与推杆21相对的面上设有电感式接近开关3；因此，当推杆21可以向卡环26施力使卡环26挤压第一弹簧23，也就是缩小了卡环26与电感式接近开关3的距离，当卡环26与电感式接近开关3的距离缩小时，推杆21设有感应体6的一端就能更进一步的向电感式接近开关3所在方向移动，以便感应体6能够进一步的位于电感式接近开关3的感应距离L内。

当空挡时，由于推杆21要带动感应体远离电感式接近开关，此时，推杆21施加到卡环26的力逐渐减小，使得第一弹簧23自身的回复力就能克服推杆21施加到卡环26的力，回到初始状态。而这个过程中，第一弹簧23自身的回复力也能够通过卡环26施加给推杆21，促使推杆21带动感应体6更快的远离电感式接近开关3，使空挡信号能够通过传感器1及时的传递到车载电脑上。

请继续参阅图3，需要说明的是，上述空挡定位座2的壳体20包括开关壳体部分201和推杆壳体部分202；电感式接近开关3设在开关壳体部分201内，推杆21设在推杆壳体部分202内；卡环26设在推杆壳体部分202靠近电感式接近开关3的一端，限位凸起27设在推杆壳体部分202内；另外，开关壳体部分201和推杆壳体部分202的具体形状可以根据实际情况设置，在此不做限定。

请参阅图1，值得注意的是，为了使电感式接近开关3能够更好的固定在空挡定位座2内，空挡定位座2的壳体20内与推杆21相对的面上设有内衬件25，以固定电感式接近开关3，而第一弹簧23与壳体20相连的一端也可以与内衬件25相连。这样第一弹簧23和电感式接近开关3就可以固定在内衬件25上，而不用固定在壳体20上，避免在壳体20上开设或加工固定件。

另外，为了使述电感式接近开关3与传感器1实现连接，传感器1与电感式接近开关3的输出端是通过接插件4相连的；而由于接插件4中含有若干线束；因此，通过将接插件4设在空挡定位座2外，防止接插件4对电感式接近开关3造成的电磁干扰。

具体的，插接件4上设有电源端、接地端以及信号输出端；且电感式接近开关3的输出端通过信号输出端与传感器1相连，电源端与电源线相连，接地端与地线相连，这样保证了传感器1和电感式接近开关3的供电，有通过地线对传感器1和电感式接近开关3进行保护。

本发明实施例还提供了一种变速器，该变速器上设置有上述技术方案所述手动变速器空挡定位系统。

相对于现有技术，本发实施例所述的变速器具有以下优势：

所述变速器与上述技术方案提供的手动变速器空挡定位系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车上设置有上述技术方案所述手动变速器空挡定位系统。

相对于现有技术，本发实施例所述的汽车具有以下优势：

所述汽车与上述技术方案提供的手动变速器空挡定位系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手动变速器空挡定位系统，其特征在于，包括空挡定位座(2)、电感式接近开关(3)、传感器(1)以及套设在换挡轴上的换挡感力块(5)；所述空挡定位座(2)的滚珠(22)与所述换挡感力块(5)的感力面相接触；所述空挡定位座(2)的推杆(21)伸入所述空挡定位座(2)的壳体(20)内的一端设有感应体(6)；所述电感式接近开关(3)设在所述壳体(20)内与所述感应体(6)相对的面上；所述传感器(1)设在所述空挡定位座(2)外；所述传感器(1)与所述电感式接近开关(3)的输出端连接；其中，

在挡时，所述感应体(6)位于所述电感式接近开关(3)的感应距离(L)内，所述电感式接近开关(3)向所述传感器(1)发出在挡信号；空挡时，所述感应体(6)位于所述感应式接近开关(3)的感应距离(L)之外，所述电感式接近开关(3)向所述传感器(1)发出空挡信号。

2.根据权利要求1所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述空挡定位座(2)包括壳体(20)、推杆(21)和滚珠(22)；所述壳体(20)的一端具有开口；所述滚珠(22)设在所述推杆(21)的一端，所述推杆(21)的另一端自所述开口伸入所述壳体(20)内，且所述感应体(6)设在所述推杆(21)伸入所述所述壳体(20)内的一端。

3.根据权利要求1或2所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述壳体(20)内设有防止所述推杆(21)从所述壳体(20)脱出的限位凸起(27)，所述壳体(20)内还设有卡环(26)，所述卡环(26)通过第一弹簧(23)与所述壳体(20)内与所述推杆(21)相对的面相连；所述感应体(6)穿过所述卡环(26)中的通孔。

4.根据权利要求3所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述壳体包括开关壳体部分(201)和推杆壳体部分(202)；所述电感式接近开关(3)设在所述开关壳体部分(201)内，所述推杆(21)设在所述推杆壳体部分(202)内；所述卡环(26)设在所述推杆壳体部分(202)靠近所述电感式接近开关(3)的一端，所述限位凸起(27)设在所述推杆壳体部分(202)内。

5.根据权利要求3所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述壳体(20)内与所述推杆(21)相对的面上设有固定所述电感式接近开关(3)的内衬件(25)，所述第一弹簧(23)与所述壳体(20)相连的一端与所述内衬件(25)相连。

6.根据权利要求2所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述推杆(21)包括外推杆(211)和内推杆(212)；所述外推杆(211)的一端开设用于固定所述滚珠(22)的第一卡槽，另一端开设用于容纳所述内推杆(212)的第二卡槽；所述第二卡槽通过第二弹簧(24)与所述内推杆(212)的一端相连，所述感应体(6)设在所述内推杆(212)的另一端。

7.根据权利要求1所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述传感器(1)与所述电感式接近开关(3)的输出端通过接插件(4)相连，且所述接插件(4)位于所述空挡定位座(2)外。

8.根据权利要求7所述的手动变速器空挡定位系统，其特征在于，所述插接件(4)上设有电源端、接地端以及信号输出端；且所述电感式接近开关(3)的输出端通过所述信号输出端与所述传感器(1)相连，所述电源端与电源线相连，所述接地端与地线相连。

9.一种变速器，其特征在于，所述变速器上设置有如权利要求1-8中任一项所述手动变速器空挡定位系统。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车上设置有如权利要求9所述的变速器。