霍尔感应电子换挡器及其连杆结构
技术领域
本实用新型涉及电子换挡器,尤其涉及一种霍尔感应电子换挡器及其连杆结构，能够在保证磁铁运动位置一致性、重复性的同时满足换挡器的大角度选换挡操作。
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，在操纵杆换挡时，感应磁铁通过连杆机构随操纵杆摇摆，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挡位位置进行标定，从而实现电子换挡器实际工作中的不同挡位位置的识别。在挡杆式电子换挡器实际换挡动作中，操纵杆通过连杆机构带动装有感应磁铁的摇杆摇摆，现有的摇杆与导套的结构方式使摇杆不能有较大角度摆动，摇杆大角度摆动时会导致或与导套脱离、或与导套干涉的风险，从而限制了操纵杆的摆动角度极限。
因此，在保证磁铁运动位置一致性、重复性的同时满足换挡器的大角度选换挡操作，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，而提出一种能够在保证磁铁运动位置一致性、重复性的同时满足换挡器的大角度选换挡操作的霍尔感应电子换挡器及其连杆结构，以简化结构，提高感应可靠性。
本实用新型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、连杆结构和霍尔感应结构；所述换挡组件包括换挡座、操纵杆、子弹头和弹簧；所述操纵杆安装于该换挡座上部，其中段杆体上设有换挡球体，下段杆体自端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔；该换挡球体的相对两侧水平凸设有销轴；所述霍尔感应结构与连杆结构装配连接，包括3D霍尔元件和PCBA板；所述连杆结构包括摇杆座、摇杆、磁铁和滑动配合的导头导套组件；所述摇杆通过所述摇杆座装配固定在所述霍尔感应结构的PCBA板；所述磁铁装设在所述的摇杆和摇杆座之间；所述导头导套组件一端刚性连接所述摇杆的另一端部，另一端刚性连接所述操纵杆，包括滑动配合的导头和导套；所述导套开设有与所述导头相匹配的导槽。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述导头导套组件还包括导向柱；所述导向柱刚性连接所述操纵杆，自所述操纵杆的外侧壁凸伸设置；所述导头为球形，位于所述导向柱的顶端；所述导套包括柱形导槽和U型导槽，所述U型导槽是自所述柱形导槽一侧的开口端内凹的同时向外凸伸形成；所述的导向柱的外径与U型导槽的Y方向间隙配合，所述的导头与柱形导槽的 X、Y方向间隙配合，所述摇杆被所述导头在X、Y方向导向、限位。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述导头导套组件包括还包括导向柱；所述导向柱刚性连接所述操纵杆，自所述操纵杆的外侧壁凸伸设置；所述导头为柱形，位于所述导向柱的顶端，其轴线与操纵杆的轴线垂直；所述导套自所述摇杆的一端向外延伸设置，包括方形导槽和U型导槽，所述U型导槽是自所述方形导槽一侧的开口端内凹形成；所述导向柱的外径与所述U型导槽的间隙配合，所述柱形导头与所述方形导槽的 X、Y方向间隙配合，所述摇杆被所述导头在X、Y方向导向、限位。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述导头自所述摇杆的一端向外延伸设置；所述导套刚性连接所述操纵杆，自所述操纵杆的外侧壁凸伸设置。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述摇杆座包括基部、装配部和限位部；所述基部的上端面设有凸柱，且自具远离所述凸柱一侧的外缘线向内凹形成一个容置槽；所述装配部自所述基部的一侧下端面延伸出，中部开设有直至贯穿所述基部上端面的装配孔；所述限位部呈环形凸台，自所述基部的另一侧下端面向下伸出，与所述球头相匹配,并将该球头收容其中；所述环形凸台的径向对称设有卡槽，所述卡槽与所述凸柱相匹配，通过所述的凸柱与卡槽的装配对所述摇杆座进行限位；所述摇杆的另一端自端部继续延伸形成一个球头；球头的对称两侧设有凸柱,顶端呈十字形内凹形成球头凹槽；所述磁铁容置于所述球头凹槽中。
所述的霍尔感应电子换挡器，其中：所述3D霍尔元件固定于所述PCBA板的与所述磁铁相邻的一侧，与所述磁铁的位置相匹配，容置于所述基部的容置槽内；所述PCBA板上开设有与所述凸柱相匹配的限位孔，以及与所述装配部的装配孔相匹配的装配孔，通过穿设于装配孔的自攻螺钉与所述摇杆座装配固定。
上述的霍尔感应电子换挡器的连杆结构，其中：所述连杆结构包括摇杆座、摇杆、磁铁和滑动配合的导头导套组件；所述摇杆通过所述摇杆座装配固定；所述磁铁装设在所述的摇杆和摇杆座之间；所述导头导套组件一端刚性连接所述摇杆的另一端部，另一端刚性连接换挡器的操纵杆，包括滑动配合的导头和导套；所述导套开设有与所述导头相匹配的导槽。
上述的霍尔感应电子换挡器的连杆结构，其中：所述导头导套组件还包括导向柱；所述导向柱刚性连接所述操纵杆，自所述操纵杆的外侧壁凸伸设置；所述导头为球形，位于所述导向柱的顶端；所述导套包括柱形导槽和U型导槽，所述U型导槽是自所述柱形导槽一侧的开口端内凹的同时向外凸伸形成；所述的导向柱的外径与U型导槽的Y方向间隙配合，所述的导头与柱形导槽的 X、Y方向间隙配合，所述摇杆被所述导头在X、Y方向导向、限位。
上述的霍尔感应电子换挡器的连杆结构，其中：所述导头导套组件包括还包括导向柱；所述导向柱刚性连接所述操纵杆，自所述操纵杆的外侧壁凸伸设置；所述导头为柱形，位于所述导向柱的顶端，其轴线与操纵杆的轴线垂直；所述导套自所述摇杆的一端向外延伸设置，包括方形导槽和U型导槽，所述U型导槽是自所述方形导槽一侧的开口端内凹形成；所述导向柱的外径与所述U型导槽的间隙配合，所述柱形导头与所述方形导槽的 X、Y方向间隙配合，所述摇杆被所述导头在X、Y方向导向、限位。
上述的霍尔感应电子换挡器的连杆结构，其中：所述导头自所述摇杆的一端向外延伸设置；所述导套刚性连接所述操纵杆，自所述操纵杆的外侧壁凸伸设置。
有益效果：
本实用新型霍尔感应电子换挡器由于采用导头-导槽结构的连杆结构，解决了采用3D霍尔感应的电子换挡器操纵杆实现大角度摇摆、满足换挡器大选换挡角度的需求；实现大摆角选换挡情况下选换挡操纵位置与霍尔感应位置的一一对应，且重复性、一致性好，结构简单、运行可靠。
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为本实用新型霍尔感应电子换挡器的结构示意图；
图4为本实用新型霍尔感应电子换挡器的爆破图；
图5为本实用新型霍尔感应电子换挡器连杆结构的摇杆座结构示意图；
图6为本实用新型霍尔感应电子换挡器连杆结构的实施例1结构示意图；
图7为本实用新型霍尔感应电子换挡器连杆结构的实施例2结构示意图；
图8为本实用新型霍尔感应电子换挡器连杆结构的实施例3结构示意图；
图9为本实用新型霍尔感应电子换挡器连杆结构的原理图。
具体实施方式
如图3至图7所示，本实用新型的霍尔感应电子换挡器，包括换挡组件1、连杆结构2和霍尔感应结构3。
该换挡组件1提供换挡轨迹和换挡操纵力值，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，下端杆体自端部中央沿轴向开设有子弹头装配腔；该换挡球体121的相对两侧水平凸设有销轴122；
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。
连杆结构2跟随换挡轨迹提供磁场变化，包括摇杆座21、摇杆22、磁铁23和滑动配合的导头导套组件24；
如图5所示，摇杆座21包括基部211、装配部213和限位部214；基部211的上端面设有凸柱212，且自具远离凸柱212一侧的外缘线向内凹形成一个容置槽；装配部213自基部211的一侧下端面延伸出，中部开设有直至贯穿基部211上端面的装配孔；限位部214呈环形凸台，自基部211的另一侧下端面向下伸出；环形凸台的径向对称设有卡槽215；
摇杆22的一端自端部继续延伸形成一个半球头，另一端设有导头导套组件24；半球头的对称两侧设有凸柱221，顶端呈十字形内凹形成球头凹槽222；该凸柱221与摇杆座21的卡槽215相匹配，通过凸柱221与卡槽215的装配对摇杆座21进行限位；球头与摇杆座21的限位部214相匹配，并被收容其中；
磁铁23容置于摇杆22的球头凹槽222中；
导头导套组件24一端刚性连接摇杆22端部，另一端刚性连接操纵杆12，包括滑动配合的导头241和导套243；导套243开设有导槽。
霍尔感应结构3与连杆结构2装配连接，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3D霍尔元件31和PCBA板32；
3D霍尔元件31固定于PCBA板33的与磁铁23相邻的一侧，与磁铁23的位置相匹配，容置于摇杆座21的基部211的容置槽内；
PCBA板32上开设有与摇杆座21的凸柱212相匹配的限位孔，以及与装配部213装配孔相匹配的装配孔，并通过穿设于装配孔的自攻螺钉33与摇杆座21装配固定。
下面结合具体实施例再进一步说明本实用新型的结构。
实施例1
如图6所示，连杆结构2的导头导套组件24包括导头241、导向柱242和导套243；导头241位于导向柱242的顶端；导向柱242刚性连接操纵杆12，自操纵杆12的外侧壁凸伸设置；导套243自摇杆22的一端向外延伸设置，且端部开口；导头241自导套243的开口端装配进入该导套243内且间隙配合；
本实施例中导头241为球形；导套243包括柱形导槽244和U型导槽245，其中U型导槽245是自柱形导槽244一侧的开口端内凹的同时向外凸伸形成；导向柱242的外径与U型导槽245的Y方向间隙配合，导头241与柱形导槽244的 X、Y方向间隙配合，摇杆22被刚性连接操纵杆12的导头241在图示X、Y方向导向、限位。
操纵杆12在选换挡过程中，摇杆22跟随摇摆而不会发生自身旋转，可以保证感应磁铁23在换挡摇摆时不出现意外旋转，保证感应磁铁23运动位置的一致性、重复性，从而使挡位位置感应信号的一致性、重复性，保证挡位位置有效。
实施例2
如图7所示，本实施例中导头导套组件24包括导头241、导向柱242和导套243；导头241位于导向柱242的顶端；导向柱242刚性连接操纵杆12，自操纵杆12的外侧壁凸伸设置；导套243自摇杆22的一端向外延伸设置；
导头241为柱形，其轴线与操纵杆12的轴线垂直；导套243包括方形导槽246和U型导槽247，其中U型导槽247是自方形导槽246一侧的开口端内凹形成。
导向柱242的外径与U型导槽247的间隙配合，柱形导头241与方形导槽246的 X、Y方向间隙配合，摇杆22被刚性连接操纵杆12的导头241在图示X、Y方向导向、限位。
本实施例操纵杆12采用相互垂直的导向柱+柱形导头与摇杆上的U型导向槽+方形导向槽间隙配合的方式，同样可以保证感应磁铁在换挡摇摆时不出现意外旋转，保证感应磁铁运动位置的一致性、重复性从而使挡位位置感应有效，通过设计合适的导槽长度即可满足采用3D霍尔感应的电子换挡器较大选换挡角度的需求。
实施例3
如图8所示，本实施例中导头导套组件24包括导头241和导套243；导头241自摇杆22的一端向外延伸设置；导套243刚性连接操纵杆12，自操纵杆12的外侧壁凸伸设置。导头241可以是图示的球形,也可以是如柱形等其他可与导套243滑动配合的结构。
本实用新型的原理：
如图9所示，本实用新型的电子换挡器连杆结构及延伸结构方案在换挡角度足够大的情况下，操纵杆与摇杆一直保持导向配合，通过合适的导槽长度即可满足采用3D霍尔感应的电子换挡器较大选换挡角度的需求。
