本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非接觸式電子開(kāi)關(guān)及控制方法，和一種車(chē)用檔位開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前汽車(chē)檔位鎖使用的電氣開(kāi)關(guān)大多為傳統(tǒng)的機(jī)械式觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，其通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)使觸點(diǎn)閉合與斷開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)電路的閉合與斷開(kāi)功能。在汽車(chē)換擋時(shí)開(kāi)關(guān)通過(guò)大電流的情況下，機(jī)械開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)在閉合與斷開(kāi)的瞬間會(huì)形成直流電弧，容易造成觸點(diǎn)的燒蝕，極大地影響開(kāi)關(guān)的使用壽命。

進(jìn)一步地，由于機(jī)械開(kāi)關(guān)的傳動(dòng)方式難免會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損，這樣無(wú)法持續(xù)地保證開(kāi)關(guān)的精度。當(dāng)汽車(chē)的固有部件產(chǎn)生磨損而無(wú)法正常工作時(shí)就需要更換新的開(kāi)關(guān)配件。但是所更換的新開(kāi)關(guān)存在著難以與其他已產(chǎn)生磨損的汽車(chē)配件相匹配的問(wèn)題。

因此，如何延長(zhǎng)車(chē)用檔位開(kāi)關(guān)的使用壽命、保證開(kāi)關(guān)的使用精度，稱為長(zhǎng)期困擾本領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種非接觸式電子開(kāi)關(guān)及控制方法，和一種車(chē)用檔位開(kāi)關(guān)，其通過(guò)非接觸式的感應(yīng)開(kāi)關(guān)的形式實(shí)現(xiàn)電路的接通與斷開(kāi)，能夠避免機(jī)械開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)燒蝕和機(jī)械磨損的問(wèn)題。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種非接觸式電子開(kāi)關(guān)，包括：

殼體，所述殼體具有檢測(cè)端；

磁體，所述磁體裝設(shè)在所述殼體內(nèi)，所述磁體的其中一個(gè)磁極鄰近所述檢測(cè)端；

霍爾元件，所述霍爾元件裝設(shè)在所述殼體的檢測(cè)端，其根據(jù)所述殼體外側(cè)的金屬目標(biāo)物體與所述檢測(cè)端之間的距離導(dǎo)通或截止；和

電源電路，所述電源電路裝設(shè)在所述殼體內(nèi)，所述霍爾元件連接于所述電源電路中，以接通或斷開(kāi)所述電源電路。

優(yōu)選地，所述霍爾元件與所述其中一個(gè)磁極間隔設(shè)置，所述霍爾元件位于所述磁體的初始磁場(chǎng)以外并斷開(kāi)，以斷開(kāi)所述電源電路。

優(yōu)選地，所述金屬目標(biāo)物體與所述檢測(cè)端之間的距離小于預(yù)定距離時(shí)與所述磁體之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，

所述霍爾元件位于所述感應(yīng)磁場(chǎng)內(nèi)并導(dǎo)通，以接通所述電源電路。

優(yōu)選地，進(jìn)一步包括：

連接插座，所述連接插座與所述電源電路電連接，以輸出所述電源電路的電信號(hào)。

優(yōu)選地，所述連接插座裝設(shè)在所述殼體上，

所述非接觸電子開(kāi)關(guān)進(jìn)一步包括密封圈，所述密封圈位于所述連接插座與所述殼體之間，以密封所述殼體。

優(yōu)選地，所述電源電路包括：

電源，所述霍爾元件連接在所述電源的正、負(fù)極之間，所述霍爾元件的輸出端通過(guò)第一電阻與所述電源的正極連接；和

放大電路，所述放大電路的輸出端為所述電源電路的輸出端，所述霍爾元件的輸出端與所述放大電路的輸入端連接，以通過(guò)所述霍爾元件的導(dǎo)通或截止接通或斷開(kāi)所述電源電路。

優(yōu)選地，所述放大電路為場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。

本發(fā)明的另一實(shí)施例還提供了一種車(chē)用檔位開(kāi)關(guān)，包括如上所述的非接觸式電子開(kāi)關(guān)，所述金屬目標(biāo)物體為車(chē)用變速桿。

本發(fā)明的又一實(shí)施例還提供了一種如上所述的非接觸式電子開(kāi)關(guān)的控制方法，包括：

所述金屬目標(biāo)物體與所述檢測(cè)端之間的距離大于預(yù)設(shè)距離時(shí)，所述磁體不產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，所述霍爾元件截止，以斷開(kāi)所述電源電路，所述非接觸式電子開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)；

所述金屬目標(biāo)物體與所述檢測(cè)端之間的距離小于等于預(yù)設(shè)距離時(shí)，所述磁體與所述金屬目標(biāo)物體之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，所述霍爾元件導(dǎo)通，以接通所述電源電路，所述非接觸式電子開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)。

由以上技術(shù)方案可知，在本實(shí)施例中，通過(guò)霍爾元件與磁體的組合使用，實(shí)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)由于金屬目標(biāo)物體的位置變化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化而接通或斷開(kāi)電源電路的目的。在這種控制電路開(kāi)閉的方式中，由于檢測(cè)的目標(biāo)為磁場(chǎng)變化，因此不存在機(jī)械觸點(diǎn)接觸，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)燒蝕和機(jī)械磨損的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

圖1為本發(fā)明的非接觸式電子開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中的電源電路的電路圖。

圖3和圖4為本發(fā)明中的非接觸式電子開(kāi)關(guān)的控制方法的磁場(chǎng)變化圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)部分，而并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等僅用于表示相關(guān)部分之間的相對(duì)位置關(guān)系，而非限定這些相關(guān)部分的絕對(duì)位置。

在本文中，“第一”、“第二”等僅用于彼此的區(qū)分，而非表示重要程度及順序、以及互為存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非嚴(yán)格的數(shù)學(xué)和/或幾何學(xué)意義上的限制，還包含本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的且制造或使用等允許的誤差。除非另有說(shuō)明，本文中的數(shù)值范圍不僅包括其兩個(gè)端點(diǎn)內(nèi)的整個(gè)范圍，也包括含于其中的若干子范圍。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)燒蝕和機(jī)械磨損的問(wèn)題，如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種非接觸式電子開(kāi)關(guān)1，包括：

殼體10，殼體10具有檢測(cè)端11；

磁體20，磁體20裝設(shè)在殼體10內(nèi)，磁體20的其中一個(gè)磁極21鄰近檢測(cè)端11；

霍爾元件30，霍爾元件30裝設(shè)在殼體10的檢測(cè)端11，其根據(jù)殼體10外側(cè)的金屬目標(biāo)物體2與磁極21之間的距離導(dǎo)通或截止；和

電源電路40，電源電路40裝設(shè)在殼體10內(nèi)，霍爾元件30連接于電源電路40中，以接通或斷開(kāi)電源電路40。

在本實(shí)施例中，霍爾元件30設(shè)置在磁體20的其中一個(gè)磁極21與金屬目標(biāo)物體2之間。金屬目標(biāo)物體2與檢測(cè)端11(即磁極21)之間的距離決定磁體20與金屬目標(biāo)物體2之間是否產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。

當(dāng)金屬目標(biāo)物體2與檢測(cè)端11(即磁極21)之間的距離大于預(yù)設(shè)距離時(shí)，磁體20不產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，此時(shí)霍爾元件可處于截止?fàn)顟B(tài)，以斷開(kāi)電源電路40，實(shí)現(xiàn)非接觸式電子開(kāi)關(guān)1的斷開(kāi)。

當(dāng)金屬目標(biāo)物體2逐漸接近檢測(cè)端11，直至其距離小于等于預(yù)設(shè)距離、從而與磁體20之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)時(shí)，由于霍爾元件30位于磁極21與金屬目標(biāo)物體2之間，則其必然位于該感應(yīng)磁場(chǎng)內(nèi)，從而根據(jù)該磁場(chǎng)從無(wú)至有的變化而導(dǎo)通，以接通電源電路40，實(shí)現(xiàn)非接觸式電子開(kāi)關(guān)1的導(dǎo)通。

具體地，為了實(shí)現(xiàn)霍爾元件30根據(jù)殼體10外側(cè)的金屬目標(biāo)物體2與磁極21之間的距離導(dǎo)通或截止，霍爾元件30與磁極21間隔設(shè)置，霍爾元件30位于磁體20的初始磁場(chǎng)以外。則當(dāng)磁體20不產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)時(shí)，由于磁體20的初始磁場(chǎng)不通過(guò)霍爾元件30，因此霍爾元件30截止，以斷開(kāi)電源電路40。

進(jìn)一步地，金屬目標(biāo)物體2與磁極21之間的距離小于預(yù)定距離時(shí)與磁體20之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，霍爾元件30位于感應(yīng)磁場(chǎng)內(nèi)并導(dǎo)通，以接通電源電路40。

由以上技術(shù)方案可知，在本實(shí)施例中，通過(guò)霍爾元件30與磁體20的組合使用，實(shí)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)由于金屬目標(biāo)物體2的位置變化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化而接通或斷開(kāi)電源電路的目的。在這種控制電路開(kāi)閉的方式中，由于檢測(cè)的目標(biāo)為磁場(chǎng)變化，因此不存在機(jī)械觸點(diǎn)接觸，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)燒蝕和機(jī)械磨損的問(wèn)題。

進(jìn)一步地，根據(jù)本實(shí)施例中的霍爾元件30、磁體20、以及金屬目標(biāo)物體2之間的位置關(guān)系設(shè)置，本實(shí)施例的霍爾元件30檢測(cè)的磁場(chǎng)變化信號(hào)是從無(wú)到有、或者從有到無(wú)的變化，而非磁場(chǎng)強(qiáng)度或者位置的變化，因此具有檢測(cè)信號(hào)精度高的優(yōu)點(diǎn)，即只要金屬目標(biāo)物體2與檢測(cè)端11之間的距離小于等于預(yù)設(shè)距離(即能夠產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的距離)，霍爾元件30即可通過(guò)其自身的導(dǎo)通(或截止)而實(shí)現(xiàn)電源電路的接通(或斷開(kāi))。

另外，也正是由于本實(shí)施例的霍爾元件30檢測(cè)的磁場(chǎng)變化信號(hào)是從無(wú)到有、或者從有到無(wú)的變化，因此對(duì)于實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例的非接觸式電子開(kāi)關(guān)1的初始安裝精度來(lái)說(shuō)非常容易實(shí)現(xiàn)。由于霍爾元件30位于磁體20的一個(gè)磁極21與金屬目標(biāo)物體2之間，因此在磁體20與金屬目標(biāo)物體2之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)時(shí)，霍爾元件30必然位于感應(yīng)磁場(chǎng)中而導(dǎo)通(或截止)，因此在裝設(shè)本實(shí)施例的非接觸式電子開(kāi)關(guān)1時(shí)，只需要保證霍爾元件30鄰近磁極21、但位于磁體20的初始磁場(chǎng)(固有磁場(chǎng))的范圍之外即可。這與檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度或者磁場(chǎng)位置的變化的感應(yīng)開(kāi)關(guān)相比，大大降低了制造難度和成本。

在本實(shí)施例中，磁體20可為條形磁鐵或者磁環(huán)等任意形式，其其中一個(gè)磁極21(N極或者S極)鄰近檢測(cè)端11設(shè)置，以與檢測(cè)端11的預(yù)設(shè)距離范圍內(nèi)的金屬目標(biāo)物體2之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。

在本實(shí)施例中，殼體10內(nèi)部可為電源電路40設(shè)置散熱體70，其可使用例如鋁的導(dǎo)熱材料制造。優(yōu)選地，殼體10由鋁材料制造，因?yàn)殇X是不會(huì)被磁化的材料，當(dāng)然，也可采用鋁合金或者其他非導(dǎo)磁材料以達(dá)到同樣的效果。殼體10的形狀可根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境要求而更改。

優(yōu)選地，如圖1所示，本實(shí)施例的非接觸式電子開(kāi)關(guān)1進(jìn)一步包括：

連接插座50，連接插座50與電源電路40電連接，以輸出電源電路40的電信號(hào)。連接插座50裝設(shè)在殼體10上，非接觸電子開(kāi)關(guān)1進(jìn)一步包括密封圈60，密封圈60位于連接插座50與殼體10之間，以密封殼體10。連接插座50的造型和類型可根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境要求而更改。

如圖2所示，電源電路40包括：

電源，霍爾元件30連接在電源的正(+)、負(fù)(-)極之間，霍爾元件30的輸出端31通過(guò)第一電阻41與電源的正(+)極連接；和

放大電路42，放大電路42的輸出端42a為電源電路40的輸出端，霍爾元件30的輸出端31與放大電路42的輸入端42b連接，以通過(guò)霍爾元件30的導(dǎo)通或截止接通或斷開(kāi)電源電路40。

其中，在本實(shí)施例中，放大電路42為場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。當(dāng)然，放大電路42可使用任意類型的放大電路，例如各種三極管放大電路、多階放大電路等。

如圖2中所示，霍爾元件30的VCC管腳和GND(接地)管腳分別與電源的正(+)、負(fù)(-)極連接，輸出端31與場(chǎng)效應(yīng)管42的柵極連接，場(chǎng)效應(yīng)管42的漏極與電源的正(+)極連接，源極(即輸出端42a)即為電源電路40的輸出端。

優(yōu)選地，霍爾元件30的輸出端31通過(guò)第一電阻41與電源的正(+)極連接，通過(guò)第二電阻43與場(chǎng)效應(yīng)管42的柵極連接。第一電阻41和第二電阻43并聯(lián)連接?；魻栐?0的電源由穩(wěn)壓電源44提供。

根據(jù)以上技術(shù)方案和圖2中所示的電路可知，本發(fā)明的又一實(shí)施例還提供了一種使用以上所述的非接觸式電子開(kāi)關(guān)1的控制方法。

如圖2和3所示，當(dāng)金屬目標(biāo)物體2與檢測(cè)端11(即磁極21)之間的距離大于預(yù)設(shè)距離時(shí)，磁體20不產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，霍爾元件30位于磁體20的初始磁場(chǎng)以外，霍爾元件30截止，則第一電阻41和第二電阻43被拉高為高電平，從而導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管42截止，電源電路40為斷開(kāi)狀態(tài)。

如圖2和圖4所示，當(dāng)金屬目標(biāo)物體2與檢測(cè)端11(即磁極21)之間的距離小于等于預(yù)設(shè)距離時(shí)，磁體20與金屬目標(biāo)物體2之間產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，相當(dāng)于磁體20被拉長(zhǎng)至覆蓋磁體20與金屬目標(biāo)物體2之間的空間，霍爾元件30位于該感應(yīng)磁場(chǎng)內(nèi)，霍爾元件30導(dǎo)通，則第一電阻41和第二電阻43為低電平，則場(chǎng)效應(yīng)管42導(dǎo)通，電源電路40為接通狀態(tài)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的又一實(shí)施例還提供了一種車(chē)用檔位開(kāi)關(guān)，包括如上所述的非接觸式電子開(kāi)關(guān)1，其中，電子開(kāi)關(guān)1所檢測(cè)的金屬目標(biāo)物體2為車(chē)用變速桿，通過(guò)檢測(cè)車(chē)用變速桿2的位置而實(shí)現(xiàn)檔位的開(kāi)關(guān)控制。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)是按照各個(gè)實(shí)施方式描述的，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，而并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方案或變更，如特征的組合、分割或重復(fù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。