一種位置傳感器及其位置信號標定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種位置傳感器，尤其是一種涉及汽車變速器檔位位置的位置傳感器及其位置信號標定方法。
【背景技術】
[0002]專利文獻CN101883938B公開了一種用于感測汽車變速器檔位位置的位置傳感器以及一種用于裝配并校準該傳感器的方法，其特征在于，傳感機構由兩個元件組成，一個元件布置在連接于能往復直線運動的切換栓的柄上，另一個布置在殼體上；裝配該傳感器時，將含切換栓的切換鎖定裝置壓入殼體，在不同的壓入深度下保持切換鎖定裝置，分析傳感機構產生的信號，并據此控制或者調節壓入過程，從而在壓入過程中進行校準。
[0003]該技術方案有進一步改進的地方。該方案在壓入裝配傳感器的同時進行信號分析和通過控制壓入深度來校準，需要特制的壓入設備，并且，該方法雖能控制傳感機構的初始感測數據，但并不能克服傳感機構特性參數的非線性和離散性，對裝配完成的產品往往還需要進一步的標定。因此，產品裝配方式和校準標定的方法有進一步改進的余地。該方案的傳感機構由兩個元件組成，若改成一個元件，尤其是去掉運動的柄上的元件，將免除傳感元件采購和安裝工序，也免除其在傳感器內脫落、碎裂的風險，可提高產品的可靠性。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是如何使位置傳感器內的運動部件上免裝傳感元件，以及如何使位置傳感器裝配簡單、校準標定方便容易。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種位置傳感器，用于感測至少一個變速器部件的位置并輸出位置信號，包括:伸縮栓組件，用于感測變速器部件的位置，由包括伸縮栓、伸縮柄和伸縮栓殼體組成，所述伸縮栓支撐在所述伸縮栓殼體中并有效連接并帶動所述伸縮柄進行往復直線移動，并且所述伸縮栓相對所述變速器部件預壓緊；信號組件，其上安裝有用于輸出位置信號的接插件，并設有盲孔容納所述伸縮柄做不接觸孔壁的往復直線移動；以及傳感器；其特征在于:還包括信號轉換標定模塊；所述傳感器布置于所述盲孔的周邊以感測所述伸縮柄在所述盲孔中往復直線移動的位置；所述信號轉換標定模塊連接于所述傳感器和所述接插件之間，以使位置傳感器輸出經校準標定的期望的位置信號；所述信號組件與所述伸縮栓組件緊密連接。
[0006]優選地，所述傳感器包括磁路通過所述盲孔的周邊的電感器，所述信號轉換標定模塊包括電容器，所述電容器與所述電感器連接以形成LC振蕩電路，所述伸縮柄由導磁的材料制作。
[0007]優選地，所述傳感器包括電場通過所述盲孔的周邊的電容器，所述信號轉換標定模塊包括電感器，所述電感器與所述電容器連接以形成LC振蕩電路，所述伸縮柄由導電的材料制作。
[0008]優選地，所述傳感器包括至少一個電光發送器件和至少一個光電接收器件，所述電光發送器件布置在所述盲孔的周邊，其光路通過所述盲孔后到達的對邊位置布置所述光電接收器件，所述伸縮柄由遮光的材料制作。
[0009]優選地，所述信號轉換標定模塊包括數據I/O接口，輸出由所述伸縮栓移動位置引起的所述傳感器的感測數據或者所述位置傳感器校準標定或運行的狀態、數據，或者輸入用于所述位置傳感器校準標定或運行的指令。
[0010]本發明的另一個技術方案是提供了一種用于上述位置傳感器的位置輸出信號的校準標定方法，所述信號轉換標定模塊包括控制器組件，采集由所述伸縮栓移動位置引起的所述傳感器的感測數據，通過所述接插件輸出位置信號，其特征在于:對裝配完成的所述位置傳感器，試測并記錄所述伸縮栓移動的位置與由其引起的所述傳感器的感測數據的函數，將其轉換成所述傳感器的感測數據與所述的位置傳感器期望輸出的對應的位置信號的函數，并將期望的函數固化于所述信號轉換標定模塊中的控制器組件。
[0011]本發明對比現有技術有如下有益效果:本發明提供的位置傳感器校準標定方法是對裝配后的位置傳感器實施并同時完成校準和標定，無需在裝配過程中分析感測信號來控制裝配和校準，并免除進一步的標定，本發明的方法使位置傳感器裝配簡單、校準標定方便容易。并且，本發明提供的位置傳感器技術方案將傳感元件布置于盲孔周邊，感測該盲孔容納的運動部件往復直線運動的位置，從而無需在運動部件上布置傳感元件，提高產品的可靠性。
【附圖說明】
[0012]圖1示出了本發明位置傳感器實施例的組成示意圖；
[0013]圖2示出了本發明位置傳感器實施例內部傳感器為電感器的信號轉換標定模塊組成示意圖；
[0014]圖3示出了本發明位置傳感器實施例內部傳感器為電容器的信號轉換標定模塊組成示意圖。
[0015]附圖標記說明
[0016]1-位置傳感器；2_伸縮栓；3_伸縮柄；5_滾球；6_滾珠；7_滾動軸承；8_伸縮栓殼體；9_彈簧孔；10_彈簧；17-傳感器；18-變速器部件；19-信號組件；21_接插件；22_伸縮栓殼體頂部；25_伸縮栓組件；29_盲孔；33_信號轉換標定模塊；34_用作傳感器的電感器；35_信號轉換標定模塊中的電容器；36_用作傳感器的電容器；37_信號轉換標定模塊中的電感器。
【具體實施方式】
[0017]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。應注意，以下實施例是提供給本領域普通技術人員來實現和使用本發明的，但并非用以限定本發明，任何不脫離本發明的精神和范圍所作的修改，仍包括在本發明的專利保護范圍內。本發明的保護范圍以權利要求書所界定的創新性特征的最大范圍為準。
[0018]圖1為本發明位置傳感器實施例的組成示意圖。請參見圖1，位置傳感器I由伸縮栓組件25和信號組件19兩部分組成。伸縮栓組件25主要由伸縮栓2、伸縮柄3和伸縮栓殼體8組成。請參見圖1的下部，伸縮栓2的端部含滾球5，滾球5借助伸縮栓2端部內的滾珠6能夠滾動。伸縮栓2借助滾動軸承7在伸縮栓殼體8內能夠作往復直線移動。伸縮栓2設有盲孔狀的彈簧孔9，彈簧10以螺旋方式繞著伸縮柄3的一端并與其一起容納在彈簧孔9中，伸縮柄3的另一端伸出伸縮栓殼體頂部22進入信號組件19設有的盲孔29。彈簧10是預壓緊的，其一端支撐在彈簧孔9中，另一端支撐在伸縮栓殼體頂部22。按壓或松開伸縮栓2端部的滾球5，伸縮栓2帶動伸縮柄3能夠在信號組件19的盲孔29中作往復直線移動。
[0019]繼續參見圖1，信號組件19設有盲孔29，能容納伸縮柄3在其中作往復直線移動，伸縮柄3與孔壁之間通過氣體或液體隔開，不互相接觸。傳感器17僅布置在盲孔29的周邊，伸縮柄3上不特別設置傳感元件。信號轉換標定模塊33連接傳感器17和接插件21。信號轉換標定模塊33包括控制器組件，功能包括，采集由伸縮栓2移動位置引起的傳感器17的感測數據，通過接插件21輸出位置信號。對裝配完成的位置傳感器1，試測并記錄伸縮栓2移動的位置與由其引起的傳感器17的感測數據的函數，將其轉換成傳感器17的感測數據與位置傳感器I期望輸出的對應的位置信號的函數，并將期望的函數固化于信號轉換標定模塊33中的控制器組件，完成信號校準、轉換和標定工作。信號組件19與伸縮栓組件25兩部分緊密裝配在一起，就形成了位置傳感器I。位置傳感器I運行時根據期望的函數通過接插件21輸出位置信號。
[0020]繼續參見圖1，伸縮栓2端部的滾球5頂在變速器部件18上，即伸縮栓2相對變速器部件18預壓緊。顯然，如果變速器部件18在滾球5上運動，其凹凸部分將使伸縮栓2帶動伸縮柄3在信號組件19的盲孔29中作往復直線移動，布置在盲孔29周邊的傳感器17將產生與伸縮柄3的位置有關的感測數據，經信號轉換標定模塊33采集、轉換后，就能按用戶期望的函數關系(例如線性的，或者分段的)和信號形式(例如頻率量，或者電壓量，或者PWM脈寬調制量)輸出位置信號。
[0021]信號組件19與伸縮栓組件25兩部分緊密裝配的方式有多種，可以是螺旋方式，例如它們的連接接觸部分，信號組件19設有內螺紋(相當于螺母)，伸縮栓組件25設有外螺紋(相當于螺栓)旋入信號組件19，為了密封可放置密封圈或螺紋上涂覆密封膠，達到兩部分緊密裝配的目的。
[0022]信號組件19與伸縮栓組件25兩部分緊密裝配的方式，也可以是法蘭盤方式，它們的連接接觸部分設置有互相適配的法蘭盤，法蘭盤之間放置密封圈，用多個連接螺絲將兩者的法蘭盤緊貼在一起，達到兩部分緊密裝配的目的。
[0023]信號組件19與伸縮栓組件25兩部分緊密裝配的方式，還可以是壓入方式，它們的連接接觸部分設置互相適配的坡度即呈圓錐形狀，即套在