CN210770182U

CN210770182U - 电子换挡器及其霍尔感应结构

Info

Publication number: CN210770182U
Application number: CN201921840067.0U
Authority: CN
Inventors: 余沿华; 冯靖
Original assignee: Hubei Dafeng Automobile Intelligent Control System Co ltd
Current assignee: Hubei Dafeng Automobile Intelligent Control System Co ltd
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2029-10-30

Abstract

本实用新型涉及一种电子换挡器及其霍尔感应结构，该换挡器包括外壳、换挡组件及霍尔感应结构；该换挡组件包括换挡座和操纵杆；霍尔感应结构包括摇杆组件和霍尔感应组件；换挡组件包括换挡座和操纵杆；摇杆组件包括摇杆座、摇杆和感应磁铁；摇杆座上部设有摇杆球座；摇杆的底端设有摇杆下球套，顶端设有摇杆上球套；摇杆下球套嵌入摇杆球座内部；摇杆上球套与操纵杆连接；摇杆球座的相对两侧壁对称开设有摇杆座限位槽；摇杆下球套的相对两侧外壁对称凸设有摇杆限位臂；摇杆下球套通过摇杆限位臂和摇杆座限位槽的配合与摇杆球座匹配连接。本实用新型能有效保证感应磁铁运动位置的一致性、重复性，保证换挡操作运行稳定可靠。

Description

电子换挡器及其霍尔感应结构

技术领域

本实用新型属于汽车零部件技术领域，涉及电子换挡器，具体涉及一种电子换挡器及其霍尔感应结构。

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、电器软硬件通用性强等特性被广泛采用。

现有的电子换挡器在操纵杆换挡时，感应磁铁随操纵杆摇摆，3D霍尔随磁铁位置变化输出位置信号。换挡器产品出厂前会根据需要在不同换挡机械位置进行霍尔感应标定，从而实现电子换挡器的不同挡位位置的识别。在电子换挡器实际换挡动作中，为保证3D霍尔挡位位置感应准确，是不允许出现感应磁铁旋转的。因为一旦感应磁铁在摇摆过程中出现旋转，那么原来标定的位置将具有较大的不确定性，从而使挡位位置感应失败。

因此，针对电子换挡器换挡过程中感应磁铁在摇摆过程中出现旋转，使原来标定的位置具有较大的不确定性，各挡位位置下感应磁铁空间位置一致性差、易出现挡位位置感应偏差大从而导致挡位感应失败，操作运行不够稳定可靠等问题，是需要解决的技术问题。

发明内容

本实用新型是为了解决上述现有技术存在的感应磁铁空间位置一致性差、操作运行不够稳定可靠的问题，而提出了一种能够保证感应磁铁运动位置的一致性、重复性从而使挡位位置感应有效的电子换挡器及其霍尔感应结构。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

上述的电子换挡器，包括外壳、位于所述外壳上的换挡组件及匹配位于所述外壳内部的霍尔感应结构；所述换挡组件包括换挡座和匹配安装于所述换挡座上的操纵杆；所述霍尔感应结构包括摇杆组件和霍尔感应组件；所述摇杆组件匹配安装于所述换挡座一侧，其包括摇杆座、摇杆和感应磁铁；所述摇杆座匹配设置于所述换挡座一侧且上部设有摇杆球座；所述摇杆的底端设有摇杆下球套，顶端设有摇杆上球套；所述摇杆下球套匹配嵌入所述摇杆球座内部；所述摇杆上球套与所述操纵杆连接；所述感应磁铁安装于所述摇杆下球套的内侧；所述霍尔感应组件匹配设置于所述换挡座和摇杆组件下侧；所述摇杆球座的相对两侧壁对称开设有所述摇杆座限位槽；所述摇杆下球套的相对两侧外壁对称凸设有与所述摇杆座限位槽相匹配的摇杆限位臂；所述摇杆下球套通过所述摇杆限位臂和摇杆座限位槽的配合与所述摇杆球座匹配连接；换挡操纵时，所述摇杆跟随所述操纵杆一起同向摆动，所述摇杆限位臂被所述摇杆座限位槽限位，使所述摇杆不能绕所述摇杆的轴线转动，只能在所述摇杆座中摆动。

所述电子换挡器，其中：所述换挡组件还包括子弹头和弹簧；所述换挡座自顶部向下开设有换挡槽；所述操纵杆自下端端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔；所述子弹头的尾端匹配伸入所述子弹头装配腔内，头端伸出所述操纵杆外侧且头端端部匹配与所述换挡槽接触连接；所述弹簧位于所述子弹头装配腔内，其一端匹配套设在所述子弹头的尾端，另一端顶紧于所述弹头装配腔的内腔底。

所述电子换挡器，其中：所述外壳包括上壳体、下壳体、固定支架、球衬和PCBA盖板；所述上壳体的底部与所述下壳体的顶部通过紧固件可拆卸式装配连接；所述上壳体的顶部中央开设有换挡孔，所述下壳体的底部成开口状且开口处匹配可拆卸式安装有所述PCBA盖板；所述上壳体的下部内壁还匹配固设有所述固定支架；所述固定支架的中部自上而下匹配贯通开设有限位孔，所述限位孔的孔径小于小于所述换挡球体外径。

所述电子换挡器，其中：所述操纵杆的上段杆体穿过所述换挡孔并向所述上壳体上方外侧伸出，所述操纵杆的中段杆体位于所述上壳体内侧并自上而下穿过所述固定支架中部的限位孔，所述操纵杆的下段杆体位于所述下壳体内侧；

所述操纵杆的中段杆体上设有换挡球体；所述换挡球体的相对两侧水平凸设有销轴；所述换挡球体上部与所述上壳体内壁之间夹设有所述球衬，所述换挡球体下部的一半球体嵌入所述限位孔的上端孔内；所述换挡球体通过其相对两侧的所述销轴与所述上壳体内壁匹配铰接。

所述电子换挡器，其中：所述摇杆组件匹配位于所述下壳体内部且还包括摇杆导套；所述摇杆导套的一端匹配套接于所述摇杆上球套外部，另一端匹配套接于所述操纵杆的下端外部；所述摇杆通过所述摇杆导套跟随所述操纵杆同步同向摆动。

所述电子换挡器，其中：所述霍尔感应组件匹配位于所述下壳体内部且包括主PCBA板和安装于所述主PCBA板上的3D霍尔元件；所述主PCBA板位于所述下壳体的最底端内侧且通过所述PCBA盖板完全罩住；所述3D霍尔元件匹配位于所述摇杆下球套下侧。

所述电子换挡器，其中：所述摇杆座的一端底部向下竖直凸设有安装柱；所述摇杆座的一端底部通过所述安装柱定位在所述主PCBA板上，另一端底部通过自攻螺钉固定在所述主PCBA板上。

上述的电子换挡器的霍尔感应结构，包括摇杆组件和霍尔感应组件；所述摇杆组件匹配安装于换挡组件的换挡座一侧，其包括摇杆座、摇杆和感应磁铁；所述摇杆座匹配设置于换挡组件的换挡座一侧且上部设有摇杆球座；所述摇杆的底端设有摇杆下球套，顶端设有摇杆上球套；所述摇杆下球套匹配嵌入所述摇杆球座内部；所述摇杆上球套与换挡组件的操纵杆连接；所述感应磁铁安装于所述摇杆下球套的内侧；所述霍尔感应组件匹配设置于换挡组件的换挡座和所述摇杆组件下侧；所述摇杆球座的相对两侧壁对称开设有所述摇杆座限位槽；所述摇杆下球套的相对两侧外壁对称凸设有与所述摇杆座限位槽相匹配的摇杆限位臂；所述摇杆下球套通过所述摇杆限位臂和摇杆座限位槽的配合与所述摇杆球座匹配连接；换挡操纵时，所述摇杆跟随换挡组件的操纵杆一起同向摆动，所述摇杆限位臂被所述摇杆座限位槽限位，使所述摇杆不能绕所述摇杆的轴线转动，只能在所述摇杆座中摆动。

所述霍尔感应结构，其中：所述所述摇杆组件还包括摇杆导套；所述摇杆导套的一端匹配套接于所述摇杆上球套外部，另一端匹配套接于换挡组件的操纵杆下端外部；所述摇杆通过所述摇杆导套跟随换挡组件的操纵杆同步同向摆动。

所述的电子换挡器的霍尔感应结构，其中：所述霍尔感应组件包括主PCBA板和安装于所述主PCBA板上的3D霍尔元件；所述3D霍尔元件匹配位于所述摇杆下球套下侧；所述摇杆座的一端底部向下竖直凸设有安装柱；所述摇杆座的一端底部通过所述安装柱定位在所述主PCBA板上，另一端底部通过自攻螺钉固定在所述主PCBA板上。

有益效果：

本实用新型电子换挡器及其霍尔感应结构结构设计简单、合理，操作运行稳定可靠，尤其摇杆座固定摇杆并对摇杆下球套上伸出的两个摇杆限位臂限位，使摇杆和感应磁铁不能绕摇杆轴线旋转，只能在摇杆座中摆动，可以保证感应磁铁在换挡摇摆时不出现意外旋转，从而实现感应磁铁的磁场每次在各个挡位位置都能精确重复，提升了换挡器位置感应重复精度，保证感应磁铁运动位置的一致性、重复性，从而使挡位位置感应更加有效，同时本实用新型电子换挡器结构简单、小巧，有利于电子换挡器结构小型化、通用化。

附图说明

图1为本实用新型电子换挡器的结构示意图；

图2为本实用新型电子换挡器去掉外壳后的爆炸图；

图3为本实用新型电子换挡器去掉外壳后的主剖视图；

图4为本实用新型电子换挡器的霍尔感应结构的摇杆组件的结构示意图；

图5为本实用新型电子换挡器的霍尔感应结构的摇杆组件的主剖视图；

图6为本实用新型电子换挡器的换挡动作示意图；

图7为本实用新型电子换挡器的霍尔感应结构的摇杆组件的工作动作示意图。

具体实施方式

如图1至7所示，本实用新型电子换挡器，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。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。

该霍尔感应结构2安装于该外壳3内部，其包括摇杆组件21和霍尔感应组件22。

该摇杆组件21位于该外壳3内侧且匹配安装于该换挡组件1的换挡座11一侧，其包括摇杆座211、摇杆212、摇杆导套213和感应磁铁214。该摇杆座211匹配设置于该换挡组件1的换挡座11一侧，其一端底部向下竖直凸设有安装柱2111，上部一侧设有摇杆球座2112；该摇杆球座2112的相对两侧壁对称开设有一对摇杆座限位槽2113。该摇杆212的顶端设有摇杆上球套2121，底端设有摇杆下球套2122；该摇杆上球套2121的顶部为开口状，该摇杆下球套2122的底部为开口状；该摇杆下球套2122的相对两侧外壁对称凸设有一对摇杆限位臂2123，该摇杆下球套2122嵌入该摇杆球座2112内部且相对两侧通过一对摇杆限位臂2123与该摇杆球座2112相对两侧的一对摇杆座限位槽2113配合连接。该摇杆导套213一端匹配套接于该摇杆212的摇杆上球套2121外部，另一端匹配套接于该换挡组件1的操纵杆12的下端外部；该摇杆212通过摇杆导套213跟随该换挡组件1的操纵杆12同步同向摆动但不转动。该感应磁铁214匹配固定在该摇杆212的摇杆下球套2122内部。

该霍尔感应组件22位于外壳3内侧且匹配设置于该换挡组件1的换挡座11和摇杆组件21的底侧，其包括主PCBA板221和3D霍尔元件222；其中，该摇杆组件21的摇杆座211的一端底部通过安装柱2111定位在主PCBA板221上，该摇杆组件21的摇杆座211的另一端底部通过自攻螺钉223固定在主PCBA板221上；该3D霍尔元件222设置于该主PCBA板221一侧且匹配位于摇杆212的摇杆下球套2122下侧。

该外壳3包括上壳体31、下壳体32、固定支架33、球衬34和PCBA盖板35。其中，该上壳体31的底部与该下壳体32的顶部通过紧固件可拆卸式装配连接；该上壳体31的顶部中央开设有换挡孔311，该下壳体32的底部成开口状且开口处匹配可拆卸式安装有PCBA盖板35；该上壳体31的下部内壁还匹配固设有固定支架33；该固定支架33中部自上而下匹配贯通开设有限位孔331，该限位孔331的孔径小于该操纵杆12中段杆体上的换挡球体121外径。

该换挡组件1的换挡座11位于该壳体4的下壳体内部；该换挡组件1的操纵杆12的上段杆体穿过该上壳体31的换挡孔311向该上壳体31上方外侧伸出，该换挡组件1的操纵杆12的中段杆体位于该上壳体31内侧并自上而下穿过固定支架33的限位孔331，该换挡组件1的操纵杆12的下段杆体位于下壳体32内侧；该换挡组件1的操纵杆12的换挡球体121下部的一半球体嵌入限位孔331的上端内孔。该操纵杆12的中段杆体通过换挡球体121相对两侧的销轴1212与该上壳体31的内壁匹配铰接；该操纵杆12中段杆体上的换挡球体121上部与该上壳体31内壁之间夹设有球衬34。

该摇杆组件21和该霍尔感应组件22均匹配位于该外壳3的下壳体32内部；该霍尔感应组件22的主PCBA板221具体位于该外壳3的下壳体32的最底端内侧且通过设在下壳体32底部开口处的PCBA盖板35完全罩住。

本实用新型的工作原理：

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通过摇杆导套213使摇杆212跟随其一起摆动，摇杆212在随操纵杆12摆动过程中，摇杆212的摇杆限位臂2123被摇杆座限位槽2113限位，使摇杆212不能绕摇杆212的轴线转动，从而实现感应磁铁214可随换挡摆动但不转动，随着每次换挡动作，感应磁铁214在各个挡位位置都能精确重复，从而保证3D霍尔元件222能识别出较精确的位置输出。

本实用新型结构设计简单、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

1.一种电子换挡器，包括外壳、位于所述外壳上的换挡组件及匹配位于所述外壳内部的霍尔感应结构；所述换挡组件包括换挡座和匹配安装于所述换挡座上的操纵杆；所述霍尔感应结构包括摇杆组件和霍尔感应组件；所述摇杆组件匹配安装于所述换挡座一侧，其包括摇杆座、摇杆和感应磁铁；所述摇杆座匹配设置于所述换挡座一侧且上部设有摇杆球座；所述摇杆的底端设有摇杆下球套，顶端设有摇杆上球套；所述摇杆下球套匹配嵌入所述摇杆球座内部；所述摇杆上球套与所述操纵杆连接；所述感应磁铁安装于所述摇杆下球套的内侧；所述霍尔感应组件匹配设置于所述换挡座和摇杆组件下侧；其特征在于：所述摇杆球座的相对两侧壁对称开设有所述摇杆座限位槽；

所述摇杆下球套的相对两侧外壁对称凸设有与所述摇杆座限位槽相匹配的摇杆限位臂；

所述摇杆下球套通过所述摇杆限位臂和摇杆座限位槽的配合与所述摇杆球座匹配连接；换挡操纵时，所述摇杆跟随所述操纵杆一起同向摆动，所述摇杆限位臂被所述摇杆座限位槽限位，使所述摇杆不能绕所述摇杆的轴线转动，只能在所述摇杆座中摆动。

2.如权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：所述换挡组件还包括子弹头和弹簧；

所述换挡座自顶部向下开设有换挡槽；所述操纵杆自下端端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔；

所述子弹头的尾端匹配伸入所述子弹头装配腔内，头端伸出所述操纵杆外侧且头端端部匹配与所述换挡槽接触连接；

所述弹簧位于所述子弹头装配腔内，其一端匹配套设在所述子弹头的尾端，另一端顶紧于所述弹头装配腔的内腔底。

3.如权利要求1所述的电子换挡器，其特征在于：所述外壳包括上壳体、下壳体、固定支架、球衬和PCBA盖板；所述上壳体的底部与所述下壳体的顶部通过紧固件可拆卸式装配连接；所述上壳体的顶部中央开设有换挡孔，所述下壳体的底部成开口状且开口处匹配可拆卸式安装有所述PCBA盖板；所述上壳体的下部内壁还匹配固设有所述固定支架；所述固定支架的中部自上而下匹配贯通开设有限位孔，所述限位孔的孔径小于小于所述换挡球体外径。

4.如权利要求3所述的电子换挡器，其特征在于：所述操纵杆的上段杆体穿过所述换挡孔并向所述上壳体上方外侧伸出，所述操纵杆的中段杆体位于所述上壳体内侧并自上而下穿过所述固定支架中部的限位孔，所述操纵杆的下段杆体位于所述下壳体内侧；

5.如权利要求3所述的电子换挡器，其特征在于：所述摇杆组件匹配位于所述下壳体内部且还包括摇杆导套；所述摇杆导套的一端匹配套接于所述摇杆上球套外部，另一端匹配套接于所述操纵杆的下端外部；所述摇杆通过所述摇杆导套跟随所述操纵杆同步同向摆动。

6.如权利要求3所述的电子换挡器，其特征在于：所述霍尔感应组件匹配位于所述下壳体内部且包括主PCBA板和安装于所述主PCBA板上的3D霍尔元件；所述主PCBA板位于所述下壳体的最底端内侧且通过所述PCBA盖板完全罩住；所述3D霍尔元件匹配位于所述摇杆下球套下侧。

7.如权利要求6所述的电子换挡器，其特征在于：所述摇杆座的一端底部向下竖直凸设有安装柱；所述摇杆座的一端底部通过所述安装柱定位在所述主PCBA板上，另一端底部通过自攻螺钉固定在所述主PCBA板上。

8.一种如权利要求1至7任意一项所述的电子换挡器的霍尔感应结构，包括摇杆组件和霍尔感应组件；所述摇杆组件匹配安装于换挡组件的换挡座一侧，其包括摇杆座、摇杆和感应磁铁；所述摇杆座匹配设置于换挡组件的换挡座一侧且上部设有摇杆球座；所述摇杆的底端设有摇杆下球套，顶端设有摇杆上球套；所述摇杆下球套匹配嵌入所述摇杆球座内部；所述摇杆上球套与换挡组件的操纵杆连接；所述感应磁铁安装于所述摇杆下球套的内侧；所述霍尔感应组件匹配设置于换挡组件的换挡座和所述摇杆组件下侧；其特征在于：所述摇杆球座的相对两侧壁对称开设有所述摇杆座限位槽；

所述摇杆下球套通过所述摇杆限位臂和摇杆座限位槽的配合与所述摇杆球座匹配连接；换挡操纵时，所述摇杆跟随换挡组件的操纵杆一起同向摆动，所述摇杆限位臂被所述摇杆座限位槽限位，使所述摇杆不能绕所述摇杆的轴线转动，只能在所述摇杆座中摆动。

9.如权利要求8所述的电子换挡器的霍尔感应结构，其特征在于：所述摇杆组件还包括摇杆导套；所述摇杆导套的一端匹配套接于所述摇杆上球套外部，另一端匹配套接于换挡组件的操纵杆下端外部；所述摇杆通过所述摇杆导套跟随换挡组件的操纵杆同步同向摆动。

10.如权利要求8所述的电子换挡器的霍尔感应结构，其特征在于：所述霍尔感应组件包括主PCBA板和安装于所述主PCBA板上的3D霍尔元件；所述3D霍尔元件匹配位于所述摇杆下球套下侧；

所述摇杆座的一端底部向下竖直凸设有安装柱；所述摇杆座的一端底部通过所述安装柱定位在所述主PCBA板上，另一端底部通过自攻螺钉固定在所述主PCBA板上。