一种旋钮电子换挡器及其档位信号编码器制造技术

本发明专利技术公开了一种档位信号编码器，包括码盘和固定设于PCB板上的扩散反射型光电开关，码盘固定设置于轨道体的底端并沿径向伸出于轨道体的外周面；码盘绕周向分成若干个档位区间，每个档位分别对应设有一个档位区间，每个档位区间对应一种档位信号，且档位区间按照对应的档位信号设置镂空部和覆盖部；档位区间处于工作状态时，每个扩散反射型光电开关分别正对于该档位区间中的一个镂空部或一个覆盖部。此种档位信号编码器中采用扩散反射型光电开关与码盘结构的配合，实现了旋钮电子换挡器的模块化、轻量化设计，降低了设计、制作成本。本发明专利技术还公开了一种包括上述档位信号编码器的旋钮电子换挡器，实现了模块化、轻量化设计，降低了设计、制作成本。

【技术实现步骤摘要】
一种旋钮电子换挡器及其档位信号编码器
本专利技术涉及汽车底盘传动系统领域，特别涉及一种档位信号编码器。此外，本专利技术还涉及一种包括上述档位信号编码器的旋钮电子换挡器。
技术介绍
随着汽车电子技术的发展与自动变速器的普遍应用，电子换挡器在汽车上得到广泛应用，其中就包括旋钮电子换挡器。旋钮电子换挡器的核心组件，请参见图1，包括电源稳压模块(ESMM)01、档位检测模块(BIM)02、旋钮电子换挡器MCU(KES-MCU)03、档位信号输出模块(BSEM)04。其中，ESMM01将整车12V电源转换成5V稳定电源后，向旋钮电子换挡器的其它模块供电；BIM02负责检测旋钮电子换挡器的旋钮位置，将旋钮位置以电信号的形式发给KES-MCU03；KES-MCU03接收到BIM02发出的旋钮位置信号后，按设定逻辑判断当前档位，继而KES-MCU03向BSEM04发出档位信号；最后BSEM04将档位电信号发送给整车控制模块(VCU)05。其中，请参见图2，BIM中包括：旋钮本体06：旋钮本体06是旋钮电子换挡器的换挡操纵部分，与轨道体08卡接在一起，请参见图3，旋转旋钮本体时，旋钮本体可带动轨道体同步旋转；档位柱支架07：档位柱支架07通过固定螺钉010固定在PCB板09上，请参见图3，档位柱支架07外圈设有两处凸起，请参见图4，凸起之间的夹角决定了旋钮电子换挡器的换挡总行程β；同时，档位柱支架07设有两处空槽结构，请参见图5，用于安装档位柱组件012，档位柱组件012可在空槽内滑动；轨道体08：轨道体08套在档位柱支架07下端，档位柱支架07外缘限制轨道体08向上脱出，请参见图2，轨道体08可绕档位柱支架07轴线旋转。轨道体08内圈上端设有一处凸起，配合档位柱支架07两处凸起，共同决定了旋钮电子换挡器的换挡总行程β，请参见图4，轨道体08内圈下端则设有规律起伏波形结构，每个波谷对应一个档位，相邻波谷间的夹角决定了旋钮电子换挡器相邻档位间的行程α，请参见图5；轨道体下端面设有一处遮光板结构，旋钮本体进入某一档位时，轨道体08的遮光板遮挡该档位对应的槽型光电开关，请参见图6。档位柱组件：档位柱组件由档位柱和弹簧组成，镶嵌在档位柱支架的空槽内，请参见图5，档位柱支架07、档位柱组件、轨道体08三者装配后，弹簧处于压缩状态。旋转旋钮本体06，轨道体08随旋钮本体06同步转动，档位柱组件被迫沿轨道体08的内表面滑动，轨道体08内表面形状变化会致使档位柱在档位柱支架空槽内滑动，继而影响弹簧的压缩量、档位柱组件弹力，反馈到旋钮本体06上，则体现旋钮电子换挡器的换挡力变化。当档位柱处于轨道体波谷时，轨道体达到稳态，即进入档位。档位柱组件的弹力及轨道体的形状共同决定了换挡力的特性。槽型光电开关011：槽型光电开关的发光器和收光器面对面的装在一个槽的两侧，当被检测物体从槽中通过时，光线被遮挡，槽型光电开关便输出一个开关控制信号。以五档位旋钮电子换挡器为例，五个槽型光电开关沿圆周均布，相邻夹角α，请参见图6，按逆时针方向分别为P档开关011-1、R档开关011-2、N档开关011-3、D档开关011-4、E档开关011-5，相应控制P、R、N、D、E档位线路的通断。基于以上基础结构、基本原理，当旋转旋钮本体时，旋钮本体带动轨道体同步转动，当旋钮本体进入某一档位时，轨道体上的遮光片遮挡相应的槽型光电开关，该开关所属线路导通，BIM向KES-MCU发出高平电信号。KES-MCU根据该高平电信号判断当前档位后向BSEM发出档位信号，最终BSEM将档位信号处理后发送至VCU。可见，此种旋钮电子换挡器要求每个档位均需设置一组专用槽型光电开关线路，这不仅消耗了大量电器元件，还占用了PCB板的大量空间，而电器元件数量的增加对旋钮电子换挡器的轻量化设计和成本控制带来一定的困难，也不利于实现其他电气功能的拓展，同时，在空间有限的PCB板内布置更多的电器元件，对旋钮电子换挡器的EMC性能优化也带来不利因素；当旋钮电子换挡器旋转至某一档位时，只有该档位相关线路工作，其他档位线路闲置，致使电器元件的利用率下降；当档位数量变化时，BIM的结构也需作出相应变化，这不利于实现旋钮电子换挡器的通用化、模块化设计。因此，如何实现旋钮电子换挡器的模块化、轻量化设计，并降低旋钮电子换挡器的设计、制作成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种档位信号编码器，能够实现旋钮电子换挡器的模块化、轻量化设计，并降低旋钮电子换挡器的设计、制作成本。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述档位信号编码器的旋钮电子换挡器，实现了模块化、轻量化设计，并降低了设计、制作成本。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种档位信号编码器，包括码盘和固定设于PCB板上的扩散反射型光电开关，所述码盘固定设置于轨道体的底端并沿径向伸出于所述轨道体的外周面；所述码盘绕周向分成若干个档位区间，每个档位分别对应设有一个档位区间，每个所述档位区间对应一种档位信号，且所述档位区间按照对应的所述档位信号设置镂空部和覆盖部；所述档位区间处于工作状态时，每个所述扩散反射型光电开关分别正对于该档位区间中的一个所述镂空部或一个所述覆盖部。优选地，包括至少两个所述扩散反射型光电开关，且所有所述扩散反射型光电开关与所述轨道体的中心轴的径向距离均不相同，每个所述档位区间根据对应的所述档位信号沿径向依次对应设置所述覆盖部或所述镂空部。优选地，所述码盘沿径向划分为与所述扩散反射型光电开关的数量相同的轨道，每个所述轨道对应一个所述扩散反射型光电开关。优选地，所述轨道的每个边缘与所述档位区间的每个边缘将所述码盘划分成若干个封闭的开关控制区间，所述覆盖部为与对应的所述开关控制区间的面积相重合的挡板。优选地，所述码盘上按二进制编码的大小顺序绕周向依次设置每个所述档位区间的档位信号。优选地，径向上相邻的两个所述开关控制区间在周向上相错开设置。优选地，所有所述扩散反射型光电开关设于一条直线上，且该直线通过所述轨道体的中心轴，所述码盘的中部的一个所述档位区间中的所有轨道上均设置为所述覆盖部。优选地，所述码盘上设置的档位区间的数量d与所述扩散反射型光电开关的数量n的关系为：d＝2n。优选地，所述码盘上位于所述档位区间边部设有加强部。一种旋钮电子换挡器，包括档位信号编码器，所述档位信号编码器为如上述任意一项所述的档位信号编码器。本专利技术提供的档位信号编码器中采用扩散反射型光电开关取代现有技术中的槽型光电开关，并通过码盘的结构设计，可以通过一组扩散反射型光电开关及其所连线路实现所有档位信号的产生，无需一个档位对应设置一组光电开关及线路，不仅能够减小传感器元件的尺寸、重量、数量，同时可以减少相关线路电器元件，提高电器元件的利用率，节省PCB板布置空间，降低旋钮电子换挡器的制作成本；同时，通过码盘上镂空部与覆盖部的数量与位置设置，使档位信号编码器可以产生类似于二进制编码的档位信号，编码方式简单、方便、灵活。本专利技术提供的包括上述档位信号编码器的旋钮电子换挡器，该旋钮电子换挡器可以通过一组扩散反射型光电开关及其所连线路实现所有档位信号的产生，实现了模块化、轻量化设计，且降低了设计、制作成本。附图说明为了更清楚地说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种档位信号编码器，其特征在于，包括码盘和固定设于PCB板上的扩散反射型光电开关，所述码盘固定设置于轨道体的底端并沿径向伸出于所述轨道体的外周面；所述码盘绕周向分成若干个档位区间，每个档位分别对应设有一个档位区间，每个所述档位区间对应一种档位信号，且所述档位区间按照对应的所述档位信号设置镂空部和覆盖部；所述档位区间处于工作状态时，每个所述扩散反射型光电开关分别正对于该档位区间中的一个所述镂空部或一个所述覆盖部。

【技术特征摘要】
1.一种档位信号编码器，其特征在于，包括码盘和固定设于PCB板上的扩散反射型光电开关，所述码盘固定设置于轨道体的底端并沿径向伸出于所述轨道体的外周面；所述码盘绕周向分成若干个档位区间，每个档位分别对应设有一个档位区间，每个所述档位区间对应一种档位信号，且所述档位区间按照对应的所述档位信号设置镂空部和覆盖部；所述档位区间处于工作状态时，每个所述扩散反射型光电开关分别正对于该档位区间中的一个所述镂空部或一个所述覆盖部。2.根据权利要求1所述的档位信号编码器，其特征在于，包括至少两个所述扩散反射型光电开关，且所有所述扩散反射型光电开关与所述轨道体的中心轴的径向距离均不相同，每个所述档位区间根据对应的所述档位信号沿径向依次对应设置所述覆盖部或所述镂空部。3.根据权利要求2所述的档位信号编码器，其特征在于，所述码盘沿径向划分为与所述扩散反射型光电开关的数量相同的轨道，每个所述轨道对应一个所述扩散反射型光电开关。4.根据权利要求3所述的档位信号编码器，其特征在于，所述轨道的每个边缘与所述档位区...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，王超，张海成，
申请(专利权)人：北京长安汽车工程技术研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11