挡位传感器的制作方法

本实用新型涉及汽车电子技术领域，特别涉及一种挡位传感器。

背景技术：

汽车在行驶过程中，汽车的电子控制单元或中央控制(处理)单元必须时刻清楚换挡手柄所在的位置，因此，挡位传感器是汽车的重要部件。

现有技术中，挡位传感器分为接触式档位传感器和非接触式档位传感器。传统的挡位传感器大多采用接触式，通过金属电刷与电阻基片滑动接触来改变电阻值，从而改变输出电压信号，该电压信号传输到电子控制单元中，电子控制单元判断出档位变化。接触式挡位传感器由于触点频繁滑动，部件容易产生磨损，容易发生接触不良或输出电阻值的偏差等现象，导致信号无法正常传输，使用寿命也受到限制，同时由于汽车的振动，接触片可能产生瞬间脱开、接触不良，从而造成传感器失效、损坏，并且输出线性度也难以控制。非接触式档位传感器目前大多采用磁力装置和霍尔式传感器，由于挡位磁力装置本身的磁力强度以及安装距离的大小都会对挡位传感器的信号接收造成影响，会导致挡位传感器输出的信号误差大，严重时可能会造成挡位判断错误；而霍尔式传感器精度高，使用寿命长，但价格较高，而且新能源电动汽车等电力装置也会给霍尔式挡位传感器带来电磁干扰，影响挡位传感器的稳定性。

因此，需要将接触式档位传感器和非接触式挡位传感器两者的优势结合，设计出自身机械可靠性和检测电信号可靠性高的挡位传感器。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种挡位传感器，以解决现有的接触式挡位传感器机械可靠性低和非接触式档位传感器检测电信号可靠性低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种挡位传感器，所述挡位传感器包括多个第一触发装置，多个常闭开关，多个第一电阻网络和电子控制单元，其中：

所述多个常闭开关串联，组成常闭开关串联电路；

所述多个常闭开关各并联一个第一电阻网络；

所述多个第一电阻网络之间的阻值有差值；

所述多个第一触发装置触发常闭开关打开；

所述电子控制单元连接所述常闭开关串联电路输出端。

可选的，在所述挡位传感器中，所述多个常闭开关的数量等于挡位数量。

可选的，在所述挡位传感器中，所述多个第一触发装置的数量等于挡位数量。

可选的，在所述挡位传感器中，所述第一电阻网络之间的阻值差值至少为多个第一电阻网络中最小阻值的一倍。

可选的，在所述挡位传感器中，所述常闭开关串联电路和电子控制单元之间设置有限流电阻网络。

可选的，在所述挡位传感器中，所述第一触发装置在挡位杆进入和退出挡位时被启动。

可选的，在所述挡位传感器中，所述第一触发装置为弹性元件。

可选的，在所述挡位传感器中，所述挡位传感器还包括第二触发装置、常开开关和第二电阻网络，用于检测挡位是否位于空挡位置，其中：

所述常开开关与所述第二电阻网络并联；

所述第二触发装置触发常开开关闭合。

可选的，在所述挡位传感器中，所述常开开关与所述常闭开关串联电路串联。

可选的，在所述挡位传感器中，所述第二触发装置在挡位杆处于空挡挡位时被启动。

可选的，在所述挡位传感器中，所述第二触发装置为弹性元件。

在本实用新型提供的挡位传感器中，所述的挡位传感器通过检测常闭开关被打开时的串联的电阻网络阻值来判断常闭开关对应的挡位，不同的阻值对应不同的常闭开关，也就对应着不同的挡位，该技术方案将接触式和非接触式传感器相结合，挡位变化的瞬间有接触表面，挡位不变时断开接触面，这样既不会磨损严重，寿命低，也因为电阻网络和常闭开关的易获得，而不提高成本，进一步的，由于电阻阻值不会收到振动和电磁干扰影响，所以精度高，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的挡位传感器的电路原理图；

图2是本实用新型实施例一的挡位传感器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二的挡位传感器的电路原理图；

图4是本实用新型实施例二的挡位传感器的结构示意图。

图中所示：1-挡位传感器；10-第一挡位；20-第二挡位；30-第三挡位；40-第四挡位；50-第五挡位；60-第六挡位(倒挡挡位)；70-第一触发装置；80-挡位杆；90-轨道；100-底座；110-第二触发装置。

具体实施方式

本实用新型的核心思想在于提供一种解决现有的接触式挡位传感器磨损严重、寿命低、精度低、振动干扰和非接触式价格高、易受电磁干扰的挡位传感器。

为实现上述思想，本实用新型提供了一种挡位传感器，所述挡位传感器包括多个第一触发装置，多个常闭开关，多个第一电阻网络和电子控制单元，其中：所述多个常闭开关串联，组成常闭开关串联电路；所述多个常闭开关各并联一个第一电阻网络；所述多个第一电阻网络之间的阻值有差值；所述多个第一触发装置触发常闭开关打开；所述电子控制单元连接所述常闭开关串联电路输出端。为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图1～4对本实用新型提出的挡位传感器作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

<实施例一>

如图1所示，本实用新型提供一种挡位传感器，所述的挡位传感器1包括多个常闭开关，所述挡位传感器1还包括多个第一电阻网络，其中：所述多个常闭开关的数量等于挡位的数量；本实施例一中，常闭开关的数量为六个B1、B2、B3、B4、B5和Br，所述的常闭开关在正常工作情况下，即没有触发信号时，是闭合状态，当接收到触发信号或改变信号时，立刻由闭合状态转换为打开状态，在触发信号消失后，又恢复为闭合状态。常闭开关B1、B2、B3、B4、B5和Br分别对应第一挡位10、第二挡位20、第三挡位30、第四挡位40、第五挡位50和第六挡位60，其中第六挡位60可以设置为倒挡挡位，也可以作为普通的第六挡位，一般汽车设置3或5个速度挡位，加上一个倒挡挡位，则常闭开关一般设置为4到6个。所述的多个常闭开关相互之间串联，并且形成常闭开关串联电路，每个常闭开关还各并联一个第一电阻网络，常闭开关B1、B2、B3、B4、B5和Br分别对应第一电阻网络R1、R2、R3、R4、R5、Rr和Rn。所述多个第一电阻网络R1、R2、R3、R4、R5、Rr和Rn之间阻值有差值，差值最好足够让电子控制单元判断出各个第一电阻网络的差别，最好，所述第一电阻网络之间的阻值差值至少为多个第一电阻网络中最小阻值的一倍。

所述挡位传感器还包括电子控制单元，所述常闭开关串联电路两端(图1中的A端与B端)连接电子控制单元或中央处理单元，用于检测挡位变化引起的阻值变化；所述的电子控制单元可以是单片机、微控制单元MCU、数字信号处理器DSP和中央处理器CPU，也可以是模拟电子电路组成的控制电路等等。所述常闭开关串联电路和电子控制单元之间设置有限流电阻网络，如图1所示，限流电阻网络简化为等值电阻R0，限流电阻网络R0主要用于过电流变化，当常闭开关B1、B2、B3、B4、B5和Br全部闭合时，O1点与O7点之间相当于短路，如果不加限流电阻网络R0，将导致过电流损坏组成串联电路的常闭开关和电子控制单元。

如图2所示，所述挡位传感器1还包括若干个第一触发装置，每个挡位都对应一个第一触发装置，即所述多个第一触发装置的数量等于挡位数量。由于每个挡位对应的第一触发装置的原理和使用方法是相同的，所以，本说明书只说明第一挡位10对应的第一触发装置70的结构、原理和使用方法，其他挡位对应的第一触发装置可以参考对第一挡位10的第一触发装置70的说明。

所述第一触发装置70触发常闭开关B1打开，当第一触发装置70由一个触发信号的到来而开启时，第一触发装置70可使常闭开关B1动作，常闭开关B1由闭合状态变为打开状态，在触发信号消失后，常闭开关B1再恢复为闭合状态，这段时间很短，往往是毫秒级。所述的第一触发装置70为弹性元件，进一步的，可以为挡位杆推动的弹性件。

挡位杆80可以包括一个圆柱体，所述圆柱体直径最好小于轨道90的内壁间距，同时大于轨道90内壁和各个第一触发装置的弹性件外表面之间的距离，以便可以可靠的推动各个第一触发装置的弹性件，从而使弹性件形变，启动各个所述第一触发装置；所述挡位杆80在进入和退出各个挡位(第一挡位10、第二挡位20、第三挡位30、第四挡位40、第五挡位50和第六挡位60)时启动所述各个挡位对应的各个所述第一触发装置。

第一挡位10位置检测原理和过程如下文所述：当挡位杆80进入第一挡位10位置过程中，挡位杆80启动第一触发装置70，如图2所示，本实施例中第一触发装置70为半圆形接触面的弹性件，镶嵌在常闭开关B1内负责接通触点O1和O2的导体接触片也将随第一触发装置70弹性件的后推而使触点O1和O2分离，常闭开关B1将被打开；致使常闭开关串联电路的输出(图1中的A端与B端)总阻值Rnt从R0变为(R0+R1)，这时，常闭开关串联电路两端连接的电子控制单元可以检测到常闭开关串联电路输出端电阻阻值的变化，从而判断挡位的变化。当挡位杆80完全进入第一挡位10后，第一触发装置70由于是弹性件，其弹性件的弹性形变将恢复，触发信号消失，从而使常闭开关B1恢复为闭合状态，O1和O2重新连接，常闭开关串联电路总阻值Rnt恢复为R0。

在挡位杆80从第一挡位10位置移出的过程中，挡位杆80启动第一触发装置70，镶嵌在常闭开关B1内负责接通触点O1和O2的导体接触片也将随第一触发装置70后推而使触点O1和O2分离，常闭开关B1将被打开；致使常闭开关串联电路的输出总阻值Rnt从R0变为(R0+R1)。当完全退出第一挡位10后，第一触发装置70将恢复常闭开关B1的结合，O1和O2重新连接，常闭开关串联电路总阻值Rnt恢复为R0。

以上结合挡位状态的阻值的变化即可识别出第一挡位10的位置信息。第二挡位20、第三挡位30、第四挡位40、第五挡位50和第六挡位60的检测原理和检测过程和第一挡位10的检测原理和检测过程相同，本说明书不进行重复说明，第二挡位20、第三挡位30、第四挡位40、第五挡位50和第六挡位60的检测原理和检测过程参考第一挡位的检测原理和检测过程。

<实施例二>

如图3所示，与实施例一不同的是，实施例二中所述挡位传感器1还包括第二触发装置110、常开开关Bn和第二电阻网络Rn，第二触发装置110、常开开关Bn和第二电阻网络Rn组成了一个空档检测单元，用于检测挡位是否位于空挡位置。所述常开开关Bn与所述第二电阻网络Rn并联。所述常开开关Bn与所述常闭开关B1、B2、B3、B4、B5和Br串联，所述第二触发装置110用于触发常开开关Bn闭合。

空挡检测单元可以实现空挡位置检测。如图3所示，第二触发装置110包括球状导体，所述球状导体一端固定粘连一个弹性件，所述弹性件固定在第二触发装置110的支架上，安装在轨道90的内壁侧，不靠近其他挡位位置，并安装在挡位杆80平行靠上的位置，当挡位杆80处于空挡的自然状态时，挡位杆80将推动布置在第二触发装置110处的球状导体发生移动，球状导体达到一定位移后接通镶嵌在常开开关Bn内负责接通的触点P1和P2，与触点相连的常开开关Bn闭合，将使常开与常闭开关的串联电路的输出总阻值Rnt为一个固定值R0。

若挡位杆80移出空挡的自然位置时，所述球状导体被第二触发装置110的伸缩弹性件推出，触点P1和P2分离，常开开关Bn恢复为打开状态，常开与常闭开关的串联电路的输出(图3中的A端与B端)总阻值Rnt恢复为一个固定值(R0+Rn)。

电子控制单元通过检测Rnt的大小即可方便的判断空档自然状态的位置信息。

以上说明书文中提到的电阻网络以及实施例一与实施例二中提到的电阻网络，即可以是一个电阻也可以是多个电阻串联或者多个电阻并联，或者是多个电阻串并联。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。