档位传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是一种汽车档位传感器。

背景技术：

目前，手动挡汽车在市场上还是占有相当大的份额，然而手动变速箱在换挡过程中对驾驶者的操作技术要求较高，尤其是遇到需要频繁换挡的情况时，容易使驾驶者感到疲劳。因此，需要研发一种能在手动变速箱中使用的离合器自动控制系统，使驾驶员不需要脚踩离合器，只需手动操作换挡手柄即可实现换挡。而要实现换挡时离合器自动控制，就需要将驾驶者的换挡意图转换成电信号传给控制系统，即需要一个档位传感器。目前已知的档位传感器安装在变速箱内，磁体安装在换挡操纵机构的操纵杆的底端，操纵杆的下部具有球铰部，球铰部与球座配合形成置于操纵机构壳体内的球铰副，驾驶者操纵换挡操纵机构的操纵杆后，通过档位拉臂、换挡拉臂、换挡轴、连接臂等诸多中间机构才能传到档位传感器处，由于档位传感器离驾驶者操作端较远，中间传递机构的间隙、累积误差等造成的虚位使得档位传感器不能及时判断驾驶者的换挡意图，需要驾驶者做出较大动作才能做出响应，影响了档位传感器的时效性，易导致离合器的动作不够及时进而导致汽车产生顿挫动作。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种档位传感器，这种传感器可以解决现有档位传感器离操作端较远，中间传递机构的间隙、累积误差造成不能及时感应驾驶者换挡意图的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：这种档位传感器包括感应单元和安装在换挡操纵杆上的磁体，所述换挡操纵杆具有收容于球铰座内的球铰部，所述球铰部和所述球铰座设置于操纵机构壳体内，所述球铰部的周面上安装有两组所述磁体，在所述操纵机构壳体上对应设置有两个用于感应磁力大小的所述感应单元。

上述档位传感器的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述感应单元包括封装在空心螺杆内的感应芯片，所述空心螺杆连接于所述操纵机构壳体上，所述球铰座开设有穿入所述空心螺杆的磁感应通孔。

进一步的，所述空心螺杆的轴线经过所述球铰部的球面中心，两个所述空心螺杆的轴线相互垂直。

进一步的，所述磁体为球面永磁块，所述球面永磁块的球面半径与所述球铰部相同；当换挡操纵杆处于铅锤位置时，所述球面永磁块的充磁方向为垂直方向，所述球铰部的球面中心与所述球面永磁块的中心在同一水平面上。

进一步的，每组所述磁体由上下两个永磁柱构成，当操纵杆处于铅锤位置时，所述两个永磁柱相对所述球铰部过球面中心的水平面对称分布，所述上下两个永磁柱的极性方向相反。

进一步的，所述永磁柱的轴线经过所述球铰部的球面中心。

进一步的，所述上下两个永磁柱平行设置，所述永磁柱的两端为平面。

由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：

1、在换挡操纵杆球铰副的球铰部安装磁体，并在操纵机构壳体上对应于磁体的传感器，当扳动操纵杆动作时，传感器可直接感应磁体位置变化，从而提高了档位传感器的时效性，在驾驶者刚有换挡意图还没有做出较大换挡动作时就能感应出来，及时向控制电脑做出反馈。

2、结构简单，改造方便。加装的档位传感器仅是对操纵机构壳体和操纵杆做少量补充加工，对汽车原设计没有改动，且安装方便，不仅方便前装市场使用，也方便后装市场使用。

3、将感应芯片封装在空心螺杆内，能通过螺杆来调节感应距离。

4、两个螺杆的相对位置的设置，使传感器组合成X、Y方向的平面感应体系，从而能更精确感应到磁体的位置。

5、每组磁体由上下两个永磁柱组成，可降低球面加工难度，降低加工成本。

附图说明

图1是本档位传感器的结构示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视图。

图3是档位传感器实施例1的内部结构示意图。

图4是图3的档位传感器的换挡操纵杆扳到五档时感应单元与球面永磁块的相对位置状态图。

图5是档位传感器实施例2的内部结构示意图。

图6是档位传感器实施例3的内部结构示意图。

图7是图3的档位传感器的换挡操纵杆扳到二档时感应单元与永磁柱的相对位置状态图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本实用新型作进一步详述：

如图1和图2所示，换挡操纵杆1的中下部通过球铰副连接于操纵机构壳体2内，操纵机构壳体2由上壳体2-1和下壳体2-2组成，在下壳体2-2上具有上凸安装部2-21，该安装部用于安装固定球铰座3，球铰座3具有容置换挡操纵杆1球铰部1-1的凹槽，球铰部1-1与球铰座3组成球铰副，下壳体2-2的上凸安装部2-21伸入上壳体2-1内，换挡操纵杆1向上伸出上壳体2-1，在换挡操纵杆1上套设有弹簧6，弹簧6的两端分别与上壳体2-1和球铰部1-1相抵接。

实施例1

图3所示的档位传感器包括用于感应换挡操纵杆1上的磁体磁力大小的感应单元，其中，球铰部1-1的周面上安装有两组磁体，在操纵机构壳体2上对应设置有两个用于感应磁力大小的感应单元4。感应单元4包括封装在空心螺杆4-1内的感应芯片4-2，感应芯片4-2用凝胶封固于空心螺杆4-1的一端，构成感应端；两个感应单元4错开设置，且每个感应单元4的空心螺杆4-1的轴线经过球铰部1-1的球面中心，两个空心螺杆4-1的轴线相互垂直，即两个感应单元相隔90°分布（参见图2），以感应X、Y方向的磁场，获得精确的磁体位置。封装了感应芯片4-2的空心螺杆4-1的一端依次穿过上壳体2-1、上凸安装部2-21至球铰座3侧壁的磁感应通孔3-1内，与对应的磁体相对设置；在换挡操纵机构的壳体上对着球铰中心处钻出两个相隔90°的安装螺纹孔，将两个空心螺杆4-1分别拧入拧紧固定在操纵机构壳体上即可，调节空心螺杆4-1在磁感应通孔3-1内的伸入深度，使感应芯片4-2和磁体的感应距离到达最佳的感应位置。本实施例的磁体为球面永磁块7，在换挡操纵杆1的球铰部1-1加工出安装孔，安装球面永磁块7构成磁体，两个球面永磁块7对着相应的感应单元4的感应端，球面永磁块7的球面半径与换挡操纵杆1的球铰部1-1的球面半径相同；当换挡操纵杆1处于铅锤位置时，球铰部1-1的球面中心与球面永磁块7的中心在同一水平面上，球面永磁块7的充磁方向为垂直方向，上端为S极，下端为N极；其它实施例中也可设置上端为N极，下端为S极。每个感应单元4相对应的球面永磁块7都有三个位置：对准S极、对准中间区、对准N极，两个感应单元4和两个球面永磁块7就可以组合出九种状态。按现有的换挡需求，取其中六种状态即可。比如，如图3所示，当换档操纵杆1处于铅锤位置时，两个感应单元4均对应球面永磁块7的中间区，此时反映出的是空挡；如图4所示，当换挡操纵杆1扳向五档时，换挡操纵杆1倾斜，其中一个感应单元4的感应端对准球面永磁块7下端S极，另一个感应单元4的感应端对准相应的球面永磁块7中间区（见图3），其余状态以此类推，不再赘述。

实施例2

图5所示的档位传感器的每组磁体是用两个呈上下布置的永磁柱8实现的，永磁柱8的截面积较小，球面加工难度小。两个永磁柱8沿换挡操纵杆1球铰部1-1的半径方向嵌装，永磁柱8的轴线经过球铰部1-1的球面中心。当换挡操纵杆1处于铅锤位置时，所述两个永磁柱8相对所述球铰部1-1过球面中心的水平面对称分布，永磁柱8的充磁方向为磁柱的轴线方向，对应的上下两个永磁柱8安装极性方向相反，比如，当位于上方的永磁柱外端是N极时，其下方的永磁柱8的外端就是S极，如此，每个感应单元4相对应各组永磁柱8都有三个位置：对准S极、对准相应的两个永磁柱8之间的中间区域、对准N极，两个感应单元4和两组永磁柱8仍然可以组合出九种状态。其余特征与实施例1相同。

实施例3

图6和图7所示的档位传感器的每组磁体也是用两个呈上下布置的永磁柱9实现的，每组的两个永磁柱9平行设置，永磁柱9的两个端面为平面。当换挡操纵杆1处于铅锤位置时，两个永磁柱9沿水平方向安装，相对过球铰部1-1球面中心的水平面对称分布，其余特征与实施例2相同。此方案降低了在球铰部1-1的球面上加工孔的难度。

本实用新型的档位传感器的安装位置接近操作端，而且直接就安装在操纵杆的球铰部上，因此只要操纵杆稍有动作，就能感应出来，大大提高了档位传感器的响应时效性。工作时，摆动换挡操纵杆，各感应单元根据相对应的磁体的磁场强度、方向输出电信号给控制电脑处理，控制电脑根据信号判断档位的过渡状态，及时作出换挡响应，向控制系统发出工作信号，驱动液压元件进而控制离合器的动作(结合或分离或半联动等)。