CN111255884A - 霍尔感应电子换挡器 - Google Patents

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余沿华
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Abstract

本发明涉及一种霍尔感应电子换挡器，其包括换挡组件、霍尔感应结构和外壳；所述换挡组件包括换挡座、操纵杆、子弹头和弹簧；该操纵杆中段杆体上设有换挡球体，换挡球体的相对两侧水平凸设有销轴；磁铁设置在操纵杆的下端杆体外侧，3D霍尔元件与磁铁的位置相匹配，位于磁铁的外侧并固定于主PCBA板的内侧；外壳开设有与换挡球体销轴位置相匹配的腰形槽。本发明采用感应磁铁直接固定在换挡杆上，直接由换挡动作带动感应磁铁与3D霍尔产生感应，省去了感应磁铁以3D霍尔为中心的转接结构，结构简单、制造方便、感应更可靠。

Description

霍尔感应电子换挡器
技术领域
本发明涉及电子换挡器,尤其涉及一种霍尔感应电子换挡器。该换挡器采用感应磁铁直接固定在换挡杆上，直接由换挡动作带动感应磁铁与3D霍尔产生感应。
背景技术
现今汽车装备电子换挡器已经成为主流，而电子换挡器的挡位位置感应主要采用磁-霍尔感应的技术方案实现。在采用霍尔感应的电子换挡器中，有采用开关霍尔、线性霍尔和3D霍尔等。3D霍尔因其感应位置可定制标定、内置冗余等特性被广泛采用。
如图1、图2所示，在这些应用中，换挡感应磁铁是以3D霍尔为中心布置的。为保证磁铁运动以霍尔为中心布置，必然会增加围绕3D霍尔来设计结构固定感应磁铁，并让该固定结构与换挡杆运动产生关联。如此一来，核心运动零件较多、结构及运动关系复杂，严重影响换挡位置感应精确识别及位置感应的重复精度，无法完全消除关联配合零件制造偏差带来的感应偏差、异响等缺陷，装配复杂、成本增加。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，而提出一种省去感应磁铁以3D霍尔为中心的转接结构的霍尔感应电子换挡器，以简化结构，提高感应更可靠性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
上述的霍尔感应电子换挡器，包括换挡组件、霍尔感应结构和外壳；所述换挡组件安装于所述外壳内，包括换挡座、操纵杆、子弹头和弹簧；该操纵杆安装于该换挡座上部，其中段杆体上设有换挡球体；该换挡球体的相对两侧水平凸设有销轴；该操纵杆的下端杆体自端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔；该子弹头的尾端匹配伸入该操纵杆的子弹头装配腔内，头端伸出该操纵杆外侧且头端端部匹配与该换挡座顶部的换挡槽接触连接；该弹簧位于该操纵杆的子弹头装配腔内，其一端匹配套设在子弹头伸入该操纵杆的子弹头装配腔内的尾端上，另一端顶紧于该该操纵杆的子弹头装配腔的内腔底；霍尔感应结构安装于外壳内部，包括磁铁、3D霍尔元件和主PCBA；所述磁铁设置在所述操纵杆的下端杆体外侧；所述3D霍尔元件与磁铁的位置相匹配，位于磁铁的外侧并固定于主PCBA板的内侧；所述外壳包括前盖和后盖；所述的前盖和后盖相对于操纵杆对称设置，通过紧固件可拆卸式装配连接；所述的前盖和后盖分别开设有腰形槽；所述腰形槽与所述换挡球体的销轴的位置相匹配。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述操纵杆在下端杆体的外侧壁靠近所述换挡球体处凸设有卡块；所述磁铁通过磁铁固定卡固定在操纵杆的下端杆体外侧，磁铁固定卡与操纵杆的卡块相匹配，卡接在卡块。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述前盖自靠近所述后盖的端面内凹形成前容置空间，并在上部形成前半圆环台，所述前半圆环台的内侧内凹形成前半圆环槽，在所述前半圆环槽槽底设置有前腰形槽； 所述后盖与前盖相匹配，靠近所述前盖的端面内凹形成后容置空间，并在上部形成后半圆环台，与所述前盖的前半圆环台装配组合，与所述操纵杆的上段杆体相匹配；所述后半圆环台的内侧内凹形成后半圆环槽，与所述前盖的前半圆环槽相匹配装配组合，与所述操纵杆的换挡球体相匹配；所述的后容置空间和前容置空间装配组合，将所述的换挡座、子弹头、弹簧、操纵杆下段杆体以及整个霍尔感应结构收容在内；在所述后半圆环槽槽底设置有后腰形槽。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述球衬设置在操纵杆的换挡球体与前半圆环槽和后半圆环槽的内壁之间。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述换挡座安装在驾驶室内且自顶部向下开设有换挡槽。
有益效果：
本发明具有以下特点：
1、精简感应磁铁与3D霍尔的关联结构，核心运动零件更少、结构更简单可靠，并能保证换挡位置感应精确识别及位置感应的重复精度；
2、由于没有与3D霍尔关联的连接结构，减少了零件，节约成本，同时也减少了关联配合零件制造偏差带来的感应偏差、异响等缺陷；
3、结构简单、运行可靠、制造简单。
本发明采用感应磁铁直接固定在换挡杆上，直接由换挡动作带动感应磁铁与3D霍尔产生感应，省去了感应磁铁以3D霍尔为中心的转接结构。结构简单、制造方便、感应更可靠。
附图说明
图1、图2为现有霍尔感应电子换挡器的换挡动作示意图；
图3为本发明霍尔感应电子换挡器的结构示意图；
图4为本发明霍尔感应电子换挡器的爆破图；
图5本发明霍尔感应电子换挡器去掉外壳的结构示意图；
图6为本发明霍尔感应电子换挡器的前壳结构示意图；
图7为本发明霍尔感应电子换挡器的后壳结构示意图。
具体实施方式 零件命名与图示不符
如图3至图7所示，本发明的霍尔感应电子换挡器，包括换挡组件1、霍尔感应结构2和外壳3。
该换挡组件1提供换挡轨迹、换挡操纵力值和磁场变化，安装于该外壳3上，包括换挡座11、操纵杆12、子弹头13和弹簧14；
其中，该换挡座11安装在驾驶室内且自顶部向下开设有换挡槽；
该操纵杆12安装于该换挡座11上部，其中段杆体上设有换挡球体121；该换挡球体121的相对两侧水平凸设有销轴122；该操纵杆12的下端杆体自端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔，且在下端杆体的外侧壁靠近换挡球体121处凸设有卡块123，靠近端部处设有卡持结构124；
该子弹头13的尾端匹配伸入该操纵杆12的子弹头装配腔内，头端伸出该操纵杆12外侧且头端端部匹配与该换挡座11顶部的换挡槽接触连接；
该弹簧14位于该操纵杆12的子弹头装配腔内，其一端匹配套设在子弹头13伸入该操纵杆12的子弹头装配腔内的尾端上，另一端顶紧于该该操纵杆12的子弹头装配腔的内腔底。
霍尔感应结构2安装于外壳3内部，跟随换挡轨迹提供磁场变化，并根据磁场信号提供空间位置信号及信号的传输处理；其包括磁铁21、3D霍尔元件22和主PCBA23；
磁铁21设置在操纵杆12的下段杆体外侧，可以是通过磁铁固定卡211固定在操纵杆12，也可以是直接卡持在操纵杆12；采用磁铁固定卡211结构时，该磁铁固定卡211与操纵杆12的卡块123相匹配，卡接在卡块123；
3D霍尔元件22与磁铁21的位置相匹配，位于磁铁21的外侧并固定于主PCBA板23的内侧；
主PCBA板23安装固定在外壳3内。
外壳3提供换挡、感应结构支撑、固定、限位功能，包括前盖31和后盖32；
前盖31和后盖32相对于操纵杆12对称设置，通过紧固件可拆卸式装配连接；前盖31自靠近后盖32的端面内凹形成前容置空间311，并在上部形成前半圆环台312，前半圆环台312的内侧内凹形成前半圆环槽，在该前半圆环槽槽底设置有前腰形槽313；前腰形槽313沿前半圆环台的轴向设置；
后盖32与前盖31相匹配，靠近前盖31的端面内凹形成后容置空间321，并在上部形成后半圆环台322，与前盖31的前半圆环台312装配组合，与操纵杆12的上段杆体相匹配；后半圆环台322的内侧内凹形成后半圆环槽，与前盖31的前半圆环槽相匹配装配组合，与操纵杆12的换挡球体121相匹配；后容置空间311和前容置空间321装配组合，将换挡座11、子弹头13、弹簧14操、纵杆12下段杆体以及整个霍尔感应结构2全部收容在内；在该后半圆环槽槽底设置有后腰形槽323，后腰形槽323沿后半圆环台321的轴向设置，与前腰形槽313的位置相对应，与操纵杆12上的销轴122相匹配，将销轴122收容其中并对其进行限位；
为维修方便降低操纵杆12的换挡球体121与前盖31和后盖32之间的磨损，外壳增设有球衬（图未示），该球衬设置在操纵杆12的换挡球体121与前盖31的前半圆环槽和后盖32的后半圆环槽的内壁之间。
本发明的工作原理：
该换挡组件1用于提供换挡轨迹和换挡操纵力值，摇杆组件21跟随换挡组件1的换挡轨迹提供磁场变化，该霍尔感应组件22根据磁场信号提供空间位置信号及信号的传输处理；在换挡组件1的操纵杆12换挡摆动过程中，操纵杆12被球衬33包裹并固定在前盖31和后盖32内，操纵杆12上两侧限位销121被前、后盖的腰型槽限位，操纵杆14只能做前后左右4个方向运动而不能自身旋转。磁铁22被磁铁固定卡21固定在操纵杆12上不动，操纵杆12摆动在各个挡位位置过程中，磁铁22跟随操纵杆12同步运动，每次在各个挡位位置都能精确重复，3D霍尔31识别出较精确的唯一值。
本发明采用以换挡动作为中心的磁铁-3D霍尔直接感应模式，实现换挡挡位的精确感应；通过换挡动作核心与3D霍尔真正实现换挡动作结构与感应元件无结构件接触；结构设计简单、合理，可以有效保证感应磁铁在换挡摇摆时出现意外旋转，保证感应磁铁运动位置的一致性、重复性，从而使换挡器的挡位位置感应更加有效，保证操作运行稳定可靠。

Claims (5)

1.一种霍尔感应电子换挡器，包括换挡组件、霍尔感应结构和外壳；所述换挡组件安装于所述外壳内，包括换挡座、操纵杆、子弹头和弹簧；该操纵杆安装于该换挡座上部，其中段杆体上设有换挡球体；该换挡球体的相对两侧水平凸设有销轴；该操纵杆的下端杆体自端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔；该子弹头的尾端匹配伸入该操纵杆的子弹头装配腔内，头端伸出该操纵杆外侧且头端端部匹配与该换挡座顶部的换挡槽接触连接；该弹簧位于该操纵杆的子弹头装配腔内，其一端匹配套设在子弹头伸入该操纵杆的子弹头装配腔内的尾端上，另一端顶紧于该该操纵杆的子弹头装配腔的内腔底；霍尔感应结构安装于外壳内部，包括磁铁、3D霍尔元件和主PCBA；其特征在于：
所述磁铁设置在所述操纵杆的下端杆体外侧；所述3D霍尔元件与磁铁的位置相匹配，位于磁铁的外侧并固定于主PCBA板的内侧；
所述外壳包括前盖和后盖；所述的前盖和后盖相对于操纵杆对称设置，通过紧固件可拆卸式装配连接；所述的前盖和后盖分别开设有腰形槽；所述腰形槽与所述换挡球体的销轴的位置相匹配。
2.如权利要求1所述的霍尔感应电子换挡器，其特征在于：所述操纵杆在下端杆体的外侧壁靠近所述换挡球体处凸设有卡块；
所述磁铁通过磁铁固定卡固定在操纵杆的下端杆体外侧，磁铁固定卡与操纵杆的卡块相匹配，卡接在卡块。
3.如权利要求1或2所述的霍尔感应电子换挡器，其特征在于：所述前盖自靠近所述后盖的端面内凹形成前容置空间，并在上部形成前半圆环台，所述前半圆环台的内侧内凹形成前半圆环槽，在所述前半圆环槽槽底设置有前腰形槽；
所述后盖与前盖相匹配，靠近所述前盖的端面内凹形成后容置空间，并在上部形成后半圆环台，与所述前盖的前半圆环台装配组合，与所述操纵杆的上段杆体相匹配；所述后半圆环台的内侧内凹形成后半圆环槽，与所述前盖的前半圆环槽相匹配装配组合，与所述操纵杆的换挡球体相匹配；所述的后容置空间和前容置空间装配组合，将所述的换挡座、子弹头、弹簧、操纵杆下段杆体以及整个霍尔感应结构收容在内；在所述后半圆环槽槽底设置有后腰形槽。
4.如权利要求3所述的霍尔感应电子换挡器，其特征在于：所述球衬设置在所述操纵杆的换挡球体与所述的前半圆环槽和后半圆环槽的内壁之间。
5.如权利要求1所述的霍尔感应电子换挡器，其特征在于：所述换挡座安装在驾驶室内且自顶部向下开设有换挡槽。
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