亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：用于检测可沿纵向移位和可转动的轴的轴向位置和转动位置的传感器结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测可沿纵向移位和可转动的轴，诸如手动变速器的换档轴的轴向位置和转动位置的传感器结构。
背景技术：
借助于这种换档轴的纵向或平移运动来选择例如手动变速器的一个可能的换档叉轴拨块凹槽(Schaltgasse)。接着,借助于换档轴在换档叉轴拨块凹槽内的转动或旋转运动触发换档过程。在典型的手动变速器中，在一个换档叉轴拨块凹槽内设置有至多两个可选档位，诸如档位对“ I ”和“ 2 ”或者档位对“ 3 ”和“ 4 ”。如果首先挂入一个档位，则以简单的方式由产生的速度和发动机转速求出变速比并分配给一个档位。对于各种控制和监测过程有利的是，提早知晓正在进行的换档过程。此外，对于发动机控制应用有利的是，提早，即还在开始力配合之前就知晓，挂入的或应当挂入的是哪一挡。已知设置用于检测换档轴或换档叉轴拨块凹槽的平移运动的线性位置传感器和附加地用于检测换档轴的旋转运动的转角传感器。然后，线性位置传感器和转角传感器的信号在控制器中关联。然后，作为这种关联的结果，可提供用于期望应用的明确位置。这种现有技术的缺点是，必须采用两个传感器，即线性位置传感器和转角传感器。 由此使用于传感器安装和传感器布线的成本翻倍。此外，在手动变速器范围内经常没有用于两个传感器所需的结构空间。在专利文献DE 4415688中描述了一种用于不接触地检测可轴向移位并可转过一定角度的轴的确定位置的传感器。所述解决方案的缺点是信息的模棱两可。从传感器的瞬时值中无法得出轴例如是否处于位置“G2”中或者是否在换档叉轴拨块凹槽之间实施平移运动。DE 10 2007 032 972 A描述了一种用于检测轴的轴向位移的测量装置和方法。该方法利用了另一种传感器装置，其提供与轴的垂直于轴向位移的位移相关联的信息。在DE 19813318 A中公开了一种方法，该方法通过测量离与可转动的轴连接的偏心轮的取决于角度的距离来确定轴的转角。此外，此文献公开了通过应用参考面来补偿关于轴的径向位置的机械误差。DE 3244891 A描述了一种带有线圈的长度传感器。这些线圈沿测量路径设置并能借助于模拟乘法器被单独选择。

发明内容
从上述现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种用于检测可沿纵向移位和可转动的轴，诸如手动变速器的换档轴的轴向位置和转动位置的传感器结构，其中，借助于单个传感器可简单又不复杂地可靠检测可沿纵向移位和可转动的轴的平移运动和旋转运动。根据本发明，该任务通过一种传感器结构来解决，该传感器结构具有带有至少两个传感器元件的线性传感器，以及探测元件，这些传感器元件沿轴的纵向，较佳为成排地平行于轴并关于轴固定地设置，而探测元件构造成在轴进行旋转运动时，在可单独分析的传感器元件中的至少一个传感器元件中进行与转角有关的明确的测量信号变化。根据本发明的传感器结构的有利改型，该传感器结构具有测量电子装置，其分配给该至少两个传感器元件并可借助于该至少两个传感器元件中的每一个来单独分析，而探测元件设置在轴处并可随轴移位和转动，并且借助于探测元件可分别在该至少两个传感器元件内产生信号，该信号具有针对轴沿纵向的位移和轴的转动位置的表征性的且明确的信号曲线。针对根据本发明的传感器结构的传感器元件可实施如下传感器的传感器元件有利地构造成机械式、磁式或电容式并构造为测量探头、线圈、电感式传感器元件、涡流传感器元件，较佳为磁性预加载的霍尔传感器元件、电容式传感器元件等等。根据本发明的解决方案的基础是在任何情况下都存在一种探测元件，该探测元件能够在传感器元件内产生可再现的测量信号变化。探测元件与一物体固定相连，该物体的位置应参照另一物体来确定。而传感器又与该另一物体固定相连。在手动变速器的情况下，探测元件与换档轴固定相连。传感器与变速器外壳固定相连。在这种结构中，由此可确定换档轴相对于变速器外壳的位置。探测元件对于传感器元件及由此对于测量信号(在测量信号变化的意义下)的可再现作用可以各种对于技术人员来说已知的方式方法来实现。在应用机械扫描的传感器元件时，在扫描位置处，探测元件的轮廓与扫描的传感器元件的距离是探测元件的改变测量信号的特性。在应用由铁磁探测元件和电感式传感器元件构成的组合时，存在通过设计和使铁磁探测元件成形来实现对测量信号的影响的各种可能。探测元件的距离和/或有效的材料量可根据位置而变。具有不同导磁率的材料的组合也可产生在传感器元件内检测到的测量信号的期望的与位置有关的变化。一种可能的构造是离传感器元件的距离的与角度有关的变化。随着距离的增大， 探测元件对于电感式传感器元件的铁磁影响减小，且由此在传感器元件处检测到的测量信
号变小。另一种构造是探测元件的几何形状，其中在电感式传感器元件或线圈的磁场范围内的铁磁材料量根据转角而变，诸如通过探测元件的宽度不是恒定的方式而变化。更大量的铁磁材料导致测量信号的增大。此外可以组合上述两种构造的可能性。代替铁磁探测元件与电感传感器的组合(其中测量传感器元件的电感变化或磁流变化)，可采用导电探测元件与电感作用的涡流传感器的组合。对于这种涡流传感器，通常测量谐振电路的不同衰减。对于测量信号的效果又取决于传感材料的导电性。对于根据本发明的应用，在此情况下如此设计导电的探测元件，以使得产生对于测量信号的与位置有关的作用。这种与位置有关的作用可通过根据位置来改变探测元件与涡流传感器元件之间的距离和/或探测元件在涡流传感器元件的检测区域内的有效面积来实现。根据本发明的传感器结构的基本功能通过包括沿测量路径设置的可单独分析的传感器元件的线性传感器和探测元件来实现，该探测元件构造成在转动运动时在可单独分析的传感器元件中的至少一个传感器元件中进行与转角有关的明确的测量信号变化。根据本发明的装置构造成该至少两个可单独分析的传感器元件经由固定在轴处的探测元件检测轴的轴向位移。为了能检测轴向位移，探测元件构造成在可单独分析的传感器元件中产生对应于轴向位移的不同测量信号。探测元件可例如是轴中的凸肩(Absatz)。在多个传感器元件的情况下，探测元件运动经过各个传感器元件。从对所有单独的测量值的处理可计算出轴的轴向位置。为了还检测轴的旋转运动，根据本发明，这通过以下方式拓宽了实现基本功能的线性传感器结构，即探测元件不是旋转对称的，而是至少在测量技术上待检测的角度区域内关于圆周角作修改。这可以例如是在待检测的角度区域内探测元件的与角度有关的高度。由此角度可明确地对应每个高度。为了在车辆范围内可能较困难的环境条件下确�？煽康牟饬浚欣氖牵讲庠杓瞥煽筛葜辽倭礁龅ザ涝诖衅髟觳獾降牟饬啃藕诺淖楹显诓环治鼍圆饬恐档那榭鱿氯范ㄖ岬闹嵯蛭恢煤妥�。例如，在-400C到150°C的范围内，由钢ST37制成的铁磁探测元件的导磁率变化约 23%。这种性能可借助于测量传感器内的温度来补偿，然而决不能确保传感器外壳内的温度对应于手动变速器内的探测元件的温度。对应的一致性甚至是不可能的。其它的测量误差通过传感器元件和分析电子设备的温度相关性而产生。前述问题在根据本发明的传感器结构中如此解决，即用于测定角度位置的传感器结构具有一个或多个基准面，以由此检测并补偿温度的影响。对此，至少一个基准面设置和构造成可借助于传感器结构的至少一个可单独分析的传感器元件来检测基准值。特别是提出不采用附加的传感器装置。为此，至少一个基准面在离探测元件一固定的已知的轴向距离处与轴固定。在确定探测元件的轴向位置之后，自动地一同确定了参考面的位置，这是因为探测元件的位置与参考面的位置之间的距离在机械上固定地预先给出并且是已知的。同样，当然可以确定基准面的轴向位置并由此推导出探测元件的位置。有利的是，至少一个基准面在轴的在其中应检测轴的不同转动位置的转角范围内具有离传感器基本恒定的距离。 在有利的设计方案中，具有离传感器基本上恒定距离的基准面总是具有比其他单独待扫描的轮廓小的离传感器的距离。然后，用相对来说简单的查找最大值或最小值的算法来确定该基准面的位置。借助于这种设计，由分立的传感器元件的测量信号确定属于该基准面的信号现在相对来说就不太昂贵了。由属于基准面的测量信号与属于具有可根据角度变化的距离的至少一个探测元件轮廓的测量信号之间的比例，分析电子装置可例如通过预先计算的查找表来确定轴的转角。由于检测基准面的传感器元件的温度变化过程与检测具有根据角度变化的距离的至少一个探测元件轮廓的信号的传感器元件的温度变化过程相同，所以传感器值的比例与铁磁传感件材料的导磁率和温度无关。如果探测元件在另一设计方案中具有两个测量面，这些测量面与传感器的距离在轴的在其中应检测到轴的不同转动位置的转角范围内作相反变化，则产生两个反向的测量信号，由此，轴的转角的分辨率更佳或者在与安全相关的应用中实现信号冗余及由此实现分析时更高的安全性。探测元件具有两个测量面，其中第一测量面或第二测量面在轴的在其中应检测轴的不同转动位置的转角区域内的第一或第二子区域内具有离传感器的基本恒定的距离。在此，可以分别获得一个基准信号，其中一个测量面的信号在另一测量面的信号保持不变的区域内随离传感器的距离而变化，反之亦然。然后，可取消附加的基准面。如果处于手动变速器的空转位置的探测元件的测量面具有离传感器最小的距离， 则信号分辨率恰好在手动变速器的空转位置的区域内最大，而在该位置对信号分辨率和传感器结构的准确性的要求最高。此外有利的是，探测元件关于转角的修改不实施成恒定的，而是在要求更大分辨率的区域内比在仅要求较小分辨率的区域内作更大修改。对于手动变速器，在中间位置的区域内要求较高的分辨率。在档位端部位置的区域内仅要求非常小的分辨率。由此有利的是，在中间位置的区域内比在档位端部位置的区域内关于转角作更大的修改。根据另一有利的实施方式，传感器的至少一个传感器元件分配给手动变速器的换档轴的每个主轴向位置或换档叉轴拨块凹槽。当借助于信号处理装置，例如借助于分配给信号处理装置的处理器，一方面探测元件和传感器与另一方面表征性的信号曲线之间的距离的非线性相关性通过编程技术来线性化时，实现传感器结构或传感器的信号处理的有利设计方案。如果传感器由电感式传感器元件构成，则适宜地在测量过程中分别将两个电感式传感器元件反向串联，因而消除了通过外部磁场感应出的干扰电压。如果磁场通过铁磁线圈体和导体在磁场的对于测量探测元件的几何形状不重要的至少一部分内引导，则实现更大的抗干扰性和更高的信号分辨率。有利的是，在信号处理装置中安装例如呈已准备好的查找表形式的算法，借助于该算法可将测量值换算成轴的转动位置。为了对于各个传感器元件之间的位置也能确定转角，适宜的是，扩展较佳为呈三维查找表形式的、安装到信号处理装置中的算法。如果在这些实施方式中要减小存储需求， 可以限制查找表的数目并对于中间位置在查找表之间进行插值。根据本发明的传感器结构可通过任一个协议将轴向位置和转角传输到其他控制器。有利的是，已在传感器中进行瞬时位置的分类。然后，这些离散的信息可经由相对低价和牢固的PWM-接口来传递到其他控制器。
在示例性的六挡变速器中建议用下述划分方式来分类。端部位置倒档、中性位置(Neutral)、端部位置档I、端部位置档2、端部位置档3、 端部位置档4、端部位置档5、端部位置挡6、中间位置中性位置-端部位置档I、中间位置中性位置-端部位置档2、中间位置中性位置-端部位置档3、中间位置中性位置-端部位置档4、中间位置中性位置-端部位置档5、中间位置中性位置-端部位置档6、中间位置中性位置-端部位置倒档。有利地，在输出信号之前验证传感器信号的完整性。这对于具有多个可单独检测的模拟传感器元件的传感器来说相对容易设计。根据探测元件的设计，传感器元件的顺序查询得到典型的与位置有关的信号曲线。这些信号曲线可连同可靠的公差带一起储存于传感器中。如果编程验证顺序确定的传感器值不在这些定义的公差带内，则传感器发出错误提示。


下面根据实施例参照附图进一步阐述本发明。其示出图I是根据本发明的用于检测可沿轴向移位和可转动的轴的轴向和转动位置的传感器结构的实施方式的原理图；测元件；图测元件以及；图15示出对应于图9的探测元件，该探测元件在凹槽左边和右边都具有恒定高度的、可用作基准面的面；以及图16示出对应于图10、在待检测的转角区域内扩展了具有恒定宽度的薄膜的探测元件。
2是图I中所示的传感器结构的传感器的立体3是图2中所示的传感器从底面看的图示；
4是图I中所示的传感器结构的探测元件的立体5是根据本发明的传感器结构的另一图示；
6示出传感器的传感器元件与传感器结构的探测元件的协同作用；
7示出高度关于角度变化的探测元件；
8示出宽度关于转角变化的探测元件；
9示出凹槽的宽度关于角度变化的探测元件；
10示出铁磁薄膜粘贴到非铁磁性元件上的探测元件；
11示出对应于图7、在待检测的转角区域内扩展了具有恒定高度的基准面的探
12以另一视图示出图11中所示的探测元件；
13以另一立体图示出图11中所示的探测元件；
14示出对应于图8、在待检测的转角区域内扩展了具有恒定宽度的基准面的探
具体实施例方式下面根据图I至6进一步阐述的根据本发明的传感器结构I的实施方式用于检测可沿轴向移位和可转动的轴2的轴向和转动位置。轴2特别是车辆的不另外示出的手动变速器的换档轴2。借助于该换档轴2的纵向或平移运动来选择手动变速器的一个可能的换档叉轴拨块凹槽。在常见构造的典型的手动变速器中，在这种换档叉轴拨块凹槽之一中设置至多两个可选档位，诸如档位对“I”和“2”、档位对“3”和“4”以及档位对“5”和“R(倒档)”。 在选择换档叉轴拨块凹槽之后，通过轴在选择的换档叉轴拨块凹槽内围绕其纵向或旋转轴线转动来选择期望的档位。为了在换入另一档位时尽可能提早识别应挂入哪一档，传感器结构I具有传感器 3和探测元件4。如从图5中最清楚得出，传感器3相对于换档轴2固定设置。探测元件4以适当的方式固定在换档轴2处并相应地可与该换档轴一起沿纵向移位并且在换档轴2围绕其旋转轴线转动时也围绕该旋转轴线转动或摆动。如从图3和6中最清楚得出，在所示实施例中，六个传感器元件属于传感器3，这些传感器元件沿换档轴2的纵向相继成排设置。由此在轴2平移或纵向移位时，探测元件4沿传感器3的串联设置的传感器元件5运动。在传感器结构I的传感器3内设置未在附图中详细示出的信号处理装置，该信号处理装置在所示实施例中分配给六个传感器元件5。借助于该信号处理装置，每个传感器元件5可单独分析。传感器3的传感器元件5在传感器结构I的所示实施例中构造为由电流流过的线圈形式的电感式传感器元件5。这些电感式传感器元件5具有放出到传感器3的测量区域中的磁场。如果铁磁材料处于该磁场中，则借助于设置在传感器3的信号处理装置中的分析电路，可测量每个传感器元件5的线圈电感的变化。每个传感器元件5的线圈电感的这种变化对于探测元件4而言基本上与探测元件4和传感器3的传感器元件5之间的距离有关。由此，探测元件4在传感器3的传感器元件5中分别产生信号，其中该信号的信号曲线表征轴2沿纵向的位移和轴2的转动位置。处理器属于传感器3的信号处理装置，该处理器可使探测元件4与传感器3的传感器元件5之间距离的非线性相关性通过编程技术而线性化。传感器3的构造成由电流流过的线圈的电感式传感器元件5缠绕在由铁磁材料构成的线圈体或芯部上，以提高电感。由此，可使设置在信号处理装置内的分析电路的敏感度更小。各个传感器元件5的信号在集成于信号处理装置内的分析电路中借助于因任务而异的算法来进行分析。首先，可确定探测元件4沿传感器3的传感器元件5的结构的位置。只要明确的传感器元件5分配到轴2的每个可能的离散位置并由此分配到探测元件4的每个可能的离散位置，则上面提及的算法就仅在于找到两个传感器元件5，这两个传感器元件5的信号示出最小的距离。然后，这些信号明确地分配到一个换档叉轴拨块凹槽。在此情况下可不用线性化。各个传感器元件5之间的中间位置也可简单地通过插值算法来确定。这种设计的线性传感器的优点在于，在另一区域内的插值结果与传感器3和探测元件4之间的距离无关。
在所示实施例中，探测元件4构造成传感器3或其传感器元件5与探测元件4之间的距离根据轴2的转角来变化；由此，传感器3的传感器元件5的电感取决于换档轴2的各个转角。如果例如在手动变速器中沿换档轴2的平移方向仅有较少呈换档叉轴拨块凹槽形式的离散位置并且两个传感器元件5明确地分配给换档轴2的这些离散位置中的每个离散位置，则具有最高电感的传感器元件5对应于选择的换档叉轴拨块凹槽，并且电感值对应于换档轴2的转角。通过合适的算法，例如预先计算出的查找表，传感器元件5的电感值可换算成换档轴2的转角。可以建立扩展算法，以能够也为各个传感器元件5之间的位置确定换档轴2的转角。在此情况下，得出三维查找表。为了减小存储需求可以限制查找表的数目并针对中间位置在查找表之间进行插值。原则上，传感器3的传感器元件5和探测元件4之间距离的前述绝对测量就足够了。此外，探测元件4具有由铁磁材料构成的测量面。该测量面与传感器3或其传感器元件5之间的距离在换档轴2的在其中应检测到换档轴2的不同转动位置的区域内按照换档轴2的变化的转动位置而变化。当然，换档轴2的平移位置的变化也导致相应的距离变化。为了代替传感器元件5与探测元件4之间距离的绝对测量而在小得多的范围内进行不抗干扰的相对测量，如从图4中最清楚看出，在探测元件4处设置由铁磁材料构成的参考面，该参考面在换档轴2的在其中应检测到换档轴2的不同转动位置的转角区域内具有离传感器3或其传感器元件5的基本恒定的距离。由铁磁材料构成的参考面如此设置在图 4中右边示出的探测元件段7上，以使得当换档轴2在预先给定的转动区域内或围绕其旋转轴线转动预先给定的转角时，参考面的离对应于探测元件段7的传感器元件5的距离(如例如在图6中所示)保持不变。在图4中左侧的探测元件段6上设置有前面已提及的由铁磁材料构成的测量面，该测量面的离传感器3的对应于该测量面的传感器元件5的距离根据换档轴2的转角来变化。设置在图4中右侧的探测元件段7上的参考面在为换档轴2设置的转角区域上具有离传感器3的传感器元件5恒定的距离，与此相对，设置在图4中左侧的探测元件段6上的参考面具有与换档轴2的转角有关的离各个传感器元件5的距离。在信号处理装置的分析电路中，可根据分立的传感器元件5所接收的信号容易地确定属于探测元件4的在图4中左侧的探测元件段6的测量面的信号。该测量信号与通过图4中右侧的探测元件段7上的参考面产生的参考信号之间的比例就是换档轴2的转角的度量。此外，探测元件4可以扩展一个第二测量面，其中两个测量面与传感器元件5之间的距离变化至少在换档轴2的转角的子区域内是相反的。由此获得两个独立的信号值以及由此获得换档轴2的转角的更好的分辨率。当两个测量面彼此作参考时，可以取消前述独立的参考面。例如，第一测量面可具有离传感器元件5的基本上关于转角恒定的距离。仅在0° 到+25°的转角范围内，第一测量面与传感器元件5之间的距离变大。第二测量面也具有离传感器元件5的基本上关于转角恒定的距离。仅在0°到-25°的转角范围内，第二测量面与传感器元件5之间的距离变大。在前述实施方式中，在-25°到+25°范围之外的转角由于机械限制而是不可能的。只要属于两个测量面的传感器元件5的信号相等，则转角刚好为0°。如果属于第一测量面的信号小于属于第二测量面的信号，则换档轴2的转动方向在+25°的方向上。为了精确地确定换档轴2的转角，可参考属于第二参考面的信号，该信号在0°到25°的范围内不变化。如果属于第二测量面的信号小于属于第一测量面的信号，则换档轴2的转动方向在-25°的方向上。为了精确地确定转角，可参考属于第一参考面的信号，该信号在0°到 25°的范围内不变化。为+25°到-25°的转角测量范围而设置在附图中所示的探测元件4。这对于手动变速器是典型的值。由于对于具有电感式传感器元件5的传感器3，信号分辨率随着测量距离增大而变�。杂幸庖宓氖牵谏杓铺讲庠�4时，在对测量精度有最高要求的区域内尽可能靠近传感器3。在应用手动变速器时，对0°的空转位置的信号提出最高的要求。因此，测量面构造成在该位置具有离传感器3最小的距离，以能够可靠地并且以最高的分辨率来确定空转位置。对于安置在换档轴2处的探测元件4的在图7中示出的实施方式，测量面构造成离换档轴2的纵向轴线的距离随着换档轴2的周向变化而变化。由此，测量面离传感器元件5的距离随着换档轴2的转角而变化。对于探测元件4的在图8中所示的实施方式，该探测元件4设置在也在图8中仅部分示出的换档轴2处，探测元件4的宽度以及由此测量面的宽度关于换档轴2的圆周变化。相应地，在所属的传感器元件5处检测到的测量信号与换档轴2的转角有关。在探测元件4的图9中所示的实施方式的情况下，在探测元件4或其测量面中设置凹槽，该凹槽的宽度沿换档轴2的切向变化。在各个传感器元件5中检测到的测量信号相应地变化。对于探测元件4的图10中所示的实施方式,探测元件4本身不是铁磁的。铁磁薄膜8粘贴到该探测元件4上，该薄膜8构成探测元件4的测量面。薄膜8的宽度关于换档轴2的圆周变化，因而，在各个传感器元件5处检测与换档轴2的转角有关的测量信号。在根据图11至13所示的探测元件4的情况下，设置第一探测元件段9和第二探测元件段10。第一探测元件段9构成离换档轴2的纵向轴线的距离沿切向变化的测量面。 在第二探测元件段10处构成离换档轴2的纵向轴线的距离恒定的参考面。在图14所示的探测元件4的情况下，同样设置第一探测元件段9和第二探测元件段10。在第一探测元件段9的情况下，测量面的宽度沿换档轴2的切向变化。由第二探测元件段10构成的参考面具有沿换档轴2的圆周恒定的宽度。在图15中所示的探测元件4的情况下，在其宽度沿换档轴2的圆周变化的凹槽的左侧和右侧设置参考面，这些参考面可具有离换档轴2的纵向轴线恒定的距离并可相应地用作基准面。
11
在图16中所示的、非铁磁的探测元件4的情况下，其宽度沿换档轴2的切向变化的铁磁薄膜8以及对应的铁磁薄膜11粘贴在该探测元件4上，铁磁薄膜11的宽度沿换档轴2的切向是恒定的。由宽度恒定的薄膜11可构成探测元件4的参考面，薄膜11如薄膜 8那样粘贴到探测元件4上。
权利要求
1.一种用于检测能沿纵向移位和能转动的轴(2)，诸如手动变速器的换档轴(2)的轴向位置和转动位置的传感器结构，所述传感器结构具有线性传感器(3)和探测元件(4)，所述线性传感器具有至少两个传感器元件(5)，所述传感器元件沿所述轴(2)的纵向，较佳成排地平行于所述轴(2)并相对于所述轴(2)固定地设置，所述探测元件(4)构造成在所述轴(2)转动运动时在能单独分析的传感器元件(5)的至少一个传感器元件中进行与转角有关的明确的测量信号变化。
2.如权利要求I所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器结构具有测量电子装置， 所述测量电子装置被分配给所述至少两个传感器元件(5)并能借助于所述至少两个传感器元件(5)中的每个传感器元件单独分析，所述探测元件(4)设置在所述轴(2)处，并能随所述轴移位和转动，并且能借助于所述探测元件(4)在所述至少两个传感器元件(5)中分别产生信号，所述信号具有针对所述轴(2)沿纵向的位移和所述轴(2)的转动位置的表征性的且明确的信号曲线。
3.如权利要求I或2所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器(3)的所述传感器元件(5)构造成机械的、磁性的或电容的并构造为测量探头、线圈、电感式传感器元件、涡流传感器元件，较佳为磁性预加载霍尔传感器元件、电容式传感器元件等。
4.如权利要求I至3中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述探测元件(4)具有诸如由铁磁材料构成的测量面，所述测量面离所述传感器(3)的距离在所述轴(2)的在其中应检测到所述轴(2)的不同转动位置的转角区域内按照所述轴(2)的变化的转动位置而变化。
5.如权利要求I至3中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述探测元件(4)具有参考面，所述参考面在所述轴(2)的在其中应检测到所述轴(2)的不同转动位置的转角区域内具有离所述传感器(3)基本恒定的距离。
6.如权利要求4或5所述的传感器结构，其特征在于，所述探测元件(4)具有两个测量面，所述测量面离所述传感器(3)的距离在所述轴(2)的在其中应检测到所述轴(2)的不同转动位置的转角区域内反向变化。
7.如权利要求4至6中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述探测元件(4)具有两个测量面，其中第一或第二测量面在所述轴(2)的在其中应检测所述轴(2)的不同转动位置的转角区域内的第一或第二子区域内具有离所述传感器(3)基本恒定的距离。
8.如权利要求4至7中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述探测元件(4)的所述测量面在所述手动变速器的空转位置具有离所述传感器(3)最小的距离。
9.如权利要求I至8中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器(3)的传感器元件(5)分配给手动变速器的换档轴(2)的每个离散的轴向位置或换档叉轴拨块凹槽。
10.如权利要求2至9中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器结构(I) 或所述传感器(3)的信号处理装置构造成，借助于所述信号处理装置，例如借助于分配给所述信号处理装置的处理器，一方面探测元件(4)和传感器(3)与另一方面表征性的信号曲线之间的距离的非线性相关性能通过编程技术来线性化。
11.如权利要求I至10中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器(3)由电感式传感器元件(5)构成，其中的各两个传感器元件反向串联。
12.如权利要求11所述的传感器结构，其特征在于，所述电感式传感器元件的线圈体缠绕在由铁磁材料制成的芯部上。
13.如权利要求11或12所述的传感器结构，其特征在于，例如呈已准备好的查找表形式的算法安装在所述信号处理装置中，电感式传感器元件的电感值借助于所述算法能换算成所述轴(2)的转动位置。
14.如权利要求13所述的传感器结构，其特征在于，较佳地呈三维查找表形式的、安装在所述信号处理装置内的算法被扩展。
15.如权利要求2至14中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述传感器结构(I) 或所述传感器(3)的所述测量电子装置或所述信号处理装置构造成借助于它们，例如借助于分配给它们的处理器能进行信号的分类。
16.如权利要求I至15中任一项所述的传感器结构，其特征在于，通过任意的串行接口输出所述轴向位置和所述转角。
17.如权利要求15或16所述的传感器结构，其特征在于，通过PWM接口或任意的串行接口输出分类的结果。
18.如权利要求I至17中任一项所述的传感器结构，其特征在于，在所述传感器(3)内通过编程技术将所检测到的传感器信号与一个或多个存储着的理论值曲线相比较并在有误差时发出错误信号。
19.如权利要求I至18中任一项所述的传感器结构，其特征在于，所述探测元件(4)的轮廓变化关于所述转角并不恒定。
全文摘要
本发明涉及一种传感器结构，其可借助于单个传感器以简单又不复杂的方式方法可靠地检测轴(2)的平移运动和转动运动，建议传感器结构(1)具有传感器(3)和探测元件(4)，传感器具有至少两个传感器元件(5)，这些传感器元件沿轴(2)的纵向，较佳为平行于轴(2)成排地并相对于轴(2)固定地设置，而探测元件构造成在轴(2)转动运动时在可单独分析的传感器元件的至少一个内进行与转角有关的明确的测量信号变化。
文档编号G01B21/22GK102607501SQ20111044060
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月23日 优先权日2010年12月24日
发明者R·孟克莫勒 申请人:帕拉贡股份公司