专利名称：一种机械式变速箱的挡位开关的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车制造技术领域，特别涉及到机械式变速箱的挡位开关。
背景技术：
随着科技的发展和公众环保意识的提高，越来越多的人开始关注有利于降低汽车 油耗的混合动力系统(如ISG、BSG)和发动机启停技术。目前在用的汽车中大部分都是 手动变速箱的汽车，如果要在配有手动变速箱的整车上加入混合动力系统或发动机启停技 术，就必须要能够获知变速箱的挡位是空挡还是在挡。专利“一种混合动力汽车用空挡开 关”(专利号=200810127864. 4)公开了一种混合动力汽车用空挡开关，其结构如下“本装 置包括固定设置在变速箱上的壳体，定位座的一端与壳体外侧的换挡指构成顶靠配合，另 一端设置在壳体内并通过第一复位弹簧与固定在壳体上的绝缘的插脚座相连接，定位座与 壳体构成可沿壳体轴向移动的贴靠配合，定位座靠近插脚座的一端设有延伸至插脚座的簧 片，插脚座上沿其轴向固定有分别与壳体外侧的电路相连的空挡插脚以及在挡插脚，第一 复位弹簧的压缩行程使得簧片可以分别和空挡插脚以及在挡插脚相连以发出空挡信号和 在挡信号。”上述空挡开关虽然能够提供挡位的信息，但是它的开关元件是由簧片构成的， 在长期频繁的换挡过程中，簧片容易因为疲劳等因素老化甚至失去弹性或折断，从而造成 开关失效。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种稳定耐用的机械式变速箱的挡位开关。本实用新型的机械式变速箱的挡位开关包括中空的壳体，关键在于所述壳体内分 隔成前腔室和后腔室，所述前腔室内设置有可沿壳体轴向运动的推杆，所述推杆的前端伸 出壳体外，推杆通过复位弹簧与前腔室的后壁相抵，推杆的后端突出设置有金属的感应部； 所述后腔室的前壁处设置有挡位传感单元，所述挡位传感单元包括电路板和位于电路板后 方的磁钢，所述电路板上设置有霍尔传感器和控制电路，所述控制电路的电源端、接地端和 输出端通过导线引出至壳体外并与一个插座连接；所述复位弹簧的压缩行程使得霍尔传感 器能够根据推杆感应部的位置变化使控制电路输出不同的信号。在使用时，将壳体与变速箱固定，并使推杆与变速箱内部的换挡指相抵，这样当换 挡时，推杆便随着换挡指的动作而在壳体内沿壳体轴向运动，使得推杆后端的金属感应部 与磁钢的距离发生变化。推杆的金属感应部和霍尔传感器均处于磁钢的磁场范围内，当金 属感应部移动时，会造成磁场发生变化，而霍尔传感器是一种能实现磁电转换的传感器，用 它们可以检测磁场及其变化。如图4所示，当外加的磁感应强度超过动作点Bop时，霍尔传 感器输出低电平，当磁感应强度降到动作点Bop以下时，霍尔传感器输出电平不变，一直要 降到释放点Brp时，霍尔传感器才由低电平跃变为高电平。Bop与Brp之间的滞后使开关 动作更为可靠。利用上述原理，就可以经过调试将霍尔传感器Bop、Brp两个动作点与变速 箱处于空挡、在挡状态时的推杆位置相对应，以实现通过霍尔传感器对磁场变化的检测来获知变速箱的挡位状态。当变速箱处于空挡、在挡两种不同状态时，霍尔传感器使控制电路 输出不同的信号，通过检测控制电路的输出信号即可判断出变速箱的挡位状态。混合动力 BSG及ISG系统利用此信号进行运算，判断变速箱是否处于空挡位置，进一步确定发动机可 否怠速停机，以起到省油功能；发动机启停技术利用此信号能够判断发动机可否熄火。霍尔传感器具有结构牢固、体积小、寿命长、功耗小、耐震动、不怕灰尘、油污及盐 雾等的污染或腐蚀的优点，而且由于其测量过程无需与其他触点接触，因此与背景技术中 的“一种混合动力汽车用空挡开关”相比，不会在使用过程中发生失效的问题，更加可靠耐 用。上述控制电路可以如下设置控制电路具有电源端、接地端、第一输出端和第二输 出端，控制电路的电源端与霍尔传感器的电源引脚相连，接地端与霍尔传感器的地引脚相 连；霍尔传感器的输出端分成两路，一路与第一输出端相连，另一路依次与一个电阻、一个 二极管串联后，与一个三极管的基极相连，所述三极管的集电极与第二输出端相连，基极通 过一个电容与接地端相连，发射极与接地端相连，所述第一输出端和第二输出端分别通过 上拉电阻与电源端相连。该控制电路的工作原理如下当变速箱处于空挡时，推杆的感应部 距离磁钢较远，霍尔传感器输出高电平，第一输出端输出高电平，三极管导通，此时第二输 出端输出低电平；当变速箱在挡时，推杆的感应部距离磁钢较近，霍尔传感器输出低电平， 第一输出端输出低电平，三极管断开，此时第二输出端输出高电平。这样控制电路能够向外 发出两路信号，此两路信号随变速箱空挡和在挡状态的切换而发生变化，并且其状态始终 互补，因此可以作为验证，避免发生错判。所述壳体利用环形垫片分隔成前腔室和后腔室，所述推杆通过复位弹簧与垫片 相抵，所述环形垫片的内径大于推杆感应部的直径。这样随着变速箱挡位的变化，推杆感应 部可以伸入或远离环形垫片，从而改变与磁钢的距离。所述壳体的后腔室内设置有塑料套，所述电路板固定在塑料套上，所述塑料套的 后部利用端盖封闭，所述磁钢安装在端盖上。利用塑料套来固定电路板，可以起到一定的缓 冲作用，减少汽车振动对电路板上元器件的影响，保证控制电路工作可靠；端盖将塑料套封 闭，可以防止塑料套内进入灰尘。所述壳体后端的外侧还套有橡胶护套，可以进一步防止壳体内进入灰尘。所述控制电路的导线在壳体外的部分套有波纹管，以保护导线不被损坏。本实用新型的机械式变速箱的挡位开关结构简单、安装维护方便，因为采用了非 接触式的霍尔传感器来作为检测元件，所以不易在工作过程中失效，稳定性好、性能可靠。
图1是本实用新型的机械式变速箱的挡位开关的结构示意图；图2是实施例1的机械式变速箱的挡位开关的控制原理图；图3是实施例2的机械式变速箱的挡位开关的控制电路的电路原理图；图4是霍尔传感器的工作原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本实用新型。[0018]实施例1 如图1所示，本实施例的机械式变速箱的挡位开关包括中空的壳体1，壳体1利用 环形垫片6分隔成前腔室2和后腔室3，前腔室2内设置有可沿壳体1轴向运动的推杆4， 推杆4的前端伸出壳体1外，推杆4通过复位弹簧5与环形垫片6相抵，推杆4的后端突出 设置有金属的感应部15，所述环形垫片6的内径大于推杆感应部15的直径；所述后腔室3 的前壁处设置有挡位传感单元，所述挡位传感单元包括电路板7和位于电路板后方的磁钢 8，所述电路板7上设置有霍尔传感器9和控制电路，所述控制电路的电源端、接地端和输出 端通过导线引出至壳体外并与插座14连接；所述复位弹簧5的压缩行程使得霍尔传感器9 能够根据推杆感应部的位置变化使控制电路输出不同的信号。壳体1的后腔室内设置有塑料套10，所述电路板7固定在塑料套10上，所述塑料 套10的后部利用端盖11封闭，所述磁钢8安装在端盖11上。利用塑料套10来固定电路 板7，可以起到一定的缓冲作用，减少汽车振动对电路板7上元器件的影响，保证控制电路 工作可靠；端盖11将塑料套10封闭，可以防止塑料套内进入灰尘。壳体1后端的外侧还套有橡胶护套12，可以进一步防止壳体1内进入灰尘。控制电路的导线在壳体1外的部分套有波纹管13，以保护导线不被损坏。在使用时，将壳体与变速箱固定，并使推杆与变速箱内部的换挡指相抵。如图2 所示，当换挡时，推杆便随着换挡指的动作而在壳体内沿壳体轴向运动，使得推杆后端的金 属感应部与磁钢的距离发生变化，推杆的金属感应部和霍尔传感器均处于磁钢的磁场范围 内，当金属感应部移动时，会造成磁场发生变化。当变速箱处于空挡、在挡两种不同状态时， 霍尔传感器输出不同的信号，通过检测该输出信号即可判断出变速箱的挡位状态。本实施 例的控制电路只需要将电源端与霍尔传感器的电源引脚相连，接地端与霍尔传感器的地引 脚相连，输出端与霍尔传感器的输出端相连即可。实施例2 如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例的控制电路及霍尔传感器如下设置 控制电路具有电源端、接地端、第一输出端和第二输出端，控制电路的电源端与霍尔传感器 Ul的电源引脚相连，接地端与霍尔传感器Ul的地引脚相连；霍尔传感器Ul的输出端分成 两路，一路与第一输出端相连，另一路依次与一个电阻R1、一个二极管Dl串联后，与一个三 极管Ql的基极相连，所述三极管Ql的集电极与第二输出端相连，基极通过一个电容Cl与 接地端相连，发射极与接地端相连，所述第一输出端和第二输出端分别通过上拉电阻R2、R3 与电源端相连。该控制电路的工作原理如下当变速箱处于空挡时，推杆的感应部距离磁钢 较远，霍尔传感器Ul输出高电平，第一输出端输出高电平，三极管Ql导通，此时第二输出端 输出低电平；当变速箱在挡时，推杆的感应部距离磁钢较近，霍尔传感器Ul输出低电平，第 一输出端输出低电平，三极管Ql断开，此时第二输出端输出高电平。这样控制电路能够向 外发出两路信号，此两路信号随变速箱空挡和在挡状态的切换而发生变化，并且其状态始 终互补，因此可以作为验证，避免发生错判。
权利要求一种机械式变速箱的挡位开关，包括中空的壳体，其特征在于所述壳体内分隔成前腔室和后腔室，所述前腔室内设置有可沿壳体轴向运动的推杆，所述推杆的前端伸出壳体外，推杆通过复位弹簧与前腔室的后壁相抵，推杆的后端突出设置有金属的感应部；所述后腔室的前壁处设置有挡位传感单元，所述挡位传感单元包括电路板和位于电路板后方的磁钢，所述电路板上设置有霍尔传感器和控制电路，所述控制电路的电源端、接地端和输出端通过导线引出至壳体外并与一个插座连接；所述复位弹簧的压缩行程使得霍尔传感器能够根据推杆感应部的位置变化使控制电路输出不同的信号。
2.根据权利要求1所述的机械式变速箱的挡位开关，其特征在于所述控制电路具有 电源端、接地端、第一输出端和第二输出端，控制电路的电源端与霍尔传感器的电源引脚相 连，接地端与霍尔传感器的地引脚相连；霍尔传感器的输出端分成两路，一路与第一输出端 相连，另一路依次与一个电阻、一个二极管串联后，与一个三极管的基极相连，所述三极管 的集电极与第二输出端相连，基极通过一个电容与接地端相连，发射极与接地端相连，所述 第一输出端和第二输出端分别通过上拉电阻与电源端相连。
3.根据权利要求1或2所述的机械式变速箱的挡位开关，其特征在于所述壳体利用环 形垫片分隔成前腔室和后腔室，所述推杆通过复位弹簧与垫片相抵，所述环形垫片的内径 大于推杆感应部的直径。
4.根据权利要求3所述的机械式变速箱的挡位开关，其特征在于所述壳体的后腔室内 设置有塑料套，所述电路板固定在塑料套上，所述塑料套的后部利用端盖封闭，所述磁钢安 装在端盖上。
5.根据权利要求4所述的机械式变速箱的挡位开关，其特征在于所述壳体后端的外侧 还套有橡胶护套。
6.根据权利要求5所述的机械式变速箱的挡位开关，其特征在于所述控制电路的导线 在壳体外的部分套有波纹管。
专利摘要本实用新型提出了一种稳定耐用的机械式变速箱的挡位开关。该挡位开关包括中空的壳体，壳体内分隔成前腔室和后腔室，前腔室内设置有可沿壳体轴向运动的推杆，推杆的前端伸出壳体外，推杆通过复位弹簧与前腔室的后壁相抵，推杆的后端突出设置有金属的感应部；后腔室的前壁处设置有电路板和位于电路板后方的磁钢，电路板上设置有霍尔传感器和控制电路，控制电路的电源端、接地端和输出端通过导线引出至壳体外并与一个插座连接；复位弹簧的压缩行程使得霍尔传感器能够根据推杆感应部的位置变化使控制电路输出不同的信号。本实用新型的机械式变速箱的挡位开关采用了非接触式的霍尔传感器来作为检测元件，所以不易在工作过程中失效，稳定性好、性能可靠。
文档编号H03K17/90GK201682478SQ201020100489
公开日2010年12月22日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者康军波, 承忠平, 李利, 马威 申请人:奇瑞汽车股份有限公司