用于手动变速器的位置传感器组件和手动变速器的制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种用于手动变速器的位置传感器组件和手动变速器。手动变速器包括变速器壳体和位于变速器壳体内的换挡轴，位置传感器组件包括：聚磁体，聚磁体适于设在换挡轴上；传感器，传感器适于固定在变速器壳体的外表面上以由变速器壳体将传感器与聚磁体隔离开，传感器与聚磁体相对且包括：壳体；电路板；霍尔芯片；磁铁，磁铁固定在壳体内；以及插接件。根据本发明实施例的用于手动变速器的位置传感器组件，通过将传感器设在变速器壳体的外表面上，由于传感器的安装方式为非贯通式，因此变速器壳体在传感器处不会存在漏油风险。
【专利说明】用于手动变速器的位置传感器组件和手动变速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车【技术领域】，具体地涉及一种用于手动变速器的位置传感器组件和手动变速器。
【背景技术】
[0002]空挡位置传感器是在汽车智能启停、一键启动和怠速提升系统中关键的一个零部件，在正确的时间为汽车的ECU提供空挡信号和在挡信号，保证汽车智能启停、一键启动和怠速提升功能的实现。空挡位置传感器一般都为穿孔式、开关式等形式，此种结构信号输出不是很准确且存在开关处漏油的风险，磁铁一般为外置，开发成本高。
[0003]倒车灯开关一般为机械触点式，具有如下缺点:(一)安装在变速箱内，受变速箱100摄氏度左右高温影响，易氧化；(二)触点电压较大(150-300IW)，触点通断时有火花，触点易发热，所以容易烧蚀及断开；(三)触点寿命低。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于手动变速器的位置传感器组件，该位置传管器组件可以有效输出在挡信号、空挡信号和倒挡信号给ECU，保证汽车智能启停、一键启动和怠速提升功能及倒车灯的开启或关闭的实现。
[0005]本发明的另一个目的在于提出一种具有上述位置传感器组件的手动变速器。
[0006]根据本发明实施例的用于手动变速器的位置传感器组件，其中，所述手动变速器包括变速器壳体和位于所述变速器壳体内的换挡轴，所述位置传感器组件包括:聚磁体，所述聚磁体适于设在所述换挡轴上；传感器，所述传感器适于固定在所述变速壳体的外表面上以由所述变速器壳体将所述传感器与所述聚磁体隔离开，所述传感器与所述聚磁体相对且包括:壳体；电路板，所述电路板设在所述壳体内；所述霍尔芯片，所述霍尔芯片位于所述壳体内且与所述电路板电连接；磁铁，所述磁铁固定在所述壳体内，所述磁体与所述霍尔芯片相对且间隔预定距离；以及插接件，所述插接件设在所述壳体上且与所述电路板电相连，所述插接件具有多个插接部。
[0007]根据本发明实施例的用于手动变速器的位置传感器组件，通过将传感器设在变速器壳体的外表面上，由变速器壳体将传感器与聚磁体隔离开，传感器可以有效地输出在挡信号、空挡信号和倒挡信号，进而实现汽车智能启停、一键启动和怠速提升功能及控制倒车灯的开启或关闭，由于传感器的安装方式为非贯通式，因此变速器壳体在传感器处不会存在漏油风险。
[0008]根据本发明实施例的位置传感器组件，还可以具有如下附加技术特征:
[0009]根据本发明的一个实施例，所述霍尔芯片固定在所述电路板的朝向所述聚磁体的侧面上，所述磁铁固定在所述壳体的内壁面上。
[0010]根据本发明的一个实施例，所述壳体的内壁面上设置有容纳槽，所述磁铁固定在所述容纳槽内。
[0011]根据本发明的一个实施例，所述位置传感器组件还包括:衬套，所述衬套设在所述壳体内，所述电路板固定在所述衬套上。由此,方便电路板的固定。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述壳体内部填充有环氧树脂。由此，固化后的环氧树脂可以提高传感器整体结构的稳定性及绝缘性能，防止传感器在汽车行驶过程出现震动，提高传感器的监测的准确性。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述壳体包括下壳体和设在所述下壳体上的上壳体，所述上壳体通过螺栓固定在所述变速器壳体的外表面上。由此，方便传感器的安装及拆卸。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述位置传感器还包括:定位销，所述定位销适于固定在所述换挡轴上，所述聚磁体固定在所述定位销上。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述聚磁体为钢片。
[0016]根据本发明实施例第二方面的手动变速器具有上述的位置传感器组件，由于根据本发明实施例位置传感器组件可以精确输出在挡信号、空挡信号和倒挡信号，进而实现汽车智能启停、一键启动和怠速提升功能及控制倒车灯的开启或关闭，且不会出现漏油的风险的优点。因此，根据本发明实施例的手动变速器也具有上述优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明一个实施例的位置传感器组件的结构示意图。
[0018]图2是根据本发明一个实施例的传感器的结构示意图。
[0019]附图标记:
[0020]位置传感器组件100 ；
[0021]变速器壳体10 ;换挡轴11 ；
[0022]聚磁体20 ；
[0023]传感器30 ;壳体31 ;上壳体311 ;下壳体312 ;电路板32 ;霍尔芯片33 ;磁铁34 ;插接件35 ;衬套36 ；
[0024]螺栓40 ；
[0025]定位销50。
【具体实施方式】
[0026]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0027]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0028]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0029]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0031]下面参照图1-图2，描述根据本发明实施例的用于手动变速器的位置传感器组件100，其中，手动变速器包括变速器壳体10和位于变速器壳体10内的换挡轴11。换挡轴11在变速器壳体10内可绕自身轴线旋转且可沿自身轴向平移，在手动变速器处于不同挡位例如前进挡挡位、空挡挡位和倒挡挡位时，换挡轴11相对于变速器壳体10的位置是变化的，因此通过检测换挡轴11相对于变速器壳体10的相对位置可以判断手动变速器处于前进挡挡位、空挡挡位或倒挡挡位。
[0032]如图1和图2所示，根据本发明实施例的位置传感器组件100可以包括:聚磁体20、传感器30。其中，传感器30可用于输出空挡信号、在挡信号和倒挡信号。传感器30在正确的时间内提供给车辆ECU正确的空挡信号、在挡信号和倒挡信号，从而ECU可以根据车速信号和离合踏板信号等，实现整车的智能启停、一键启动和怠速提升等功能；同时ECU将接收到的倒档信号和空挡信号传到CAN (控制器局域网络)网络上，车身控制器BCM (车身控制模块)从CAN网络上得到倒档信号和空挡信号进而控制倒车灯的开启或关闭。因此，在本发明的实施例中，只需要在变速器壳体10的外表面设置一个传感器30并在换挡轴11上设置与之匹配的聚磁体20即可实现空挡信号、倒档信号和在挡信号的输出。由此，根据本发明实施例的传感器30集成了传统空挡位置传感器和倒车灯开关传感器的功能，降低了整车成本。
[0033]具体地，聚磁体20适于设在换挡轴11上，聚磁体20随换挡轴11转动或轴向移动。传感器30适于固定在变速器壳体10的外表面上,且由变速器壳体10将传感器30与聚磁体20隔离开,传感器30与聚磁体20相对。其中，传感器30可以位于聚磁体20的上方,传感器30与聚磁体20为非接触式设计。例如，如图1中所示，传感器30可以部分嵌入在变速器壳体10的外表面上但不贯穿变速器壳体10。这样，相比于传统在变速器壳体上穿孔方式安装传感器的方式而言，可以避免变速器壳体内的油液从穿孔处向外泄露。其中，传感器30的下表面与聚磁体20的上表面的距离(图2中的Hl)是由变速器机械结构及设计决定的。一般地，Hl可以控制在之间。当然,本发明并不限于此。
[0034]如图2所示，传感器30包括:壳体31、电路板32、霍尔芯片33、磁铁34和插接件35。其中，壳体31可以通过注塑工艺一体形成，由此可以降低传感器30的质量和成本，但是壳体31的材料并不限于此。
[0035]具体地，电路板32设在壳体31内。霍尔芯片33位于壳体31内且与电路板32电连接。磁铁34固定在壳体31内，磁铁34与霍尔芯片33相对且间隔预定距离(图2中的H2)。其中，预定距离可以指的是磁铁34的下表面与霍尔芯片33的上表面之间的距离，如图2所示。随着换挡轴11旋转和轴向平移，聚磁体20在变速器壳内的位置也发生相应的变化，从而聚磁体20可以改变传感器30内部的磁铁34的磁场强度，由此通过霍尔芯片33的磁通量将发生变化。霍尔芯片33可以依据磁通量的变化反馈给电路板32，电路板32可向ECU发送PWM(脉冲宽度调制)信号，ECU根据电路板32发送的不同PWM信号而判断换挡轴11当前所处挡位位置，便于实现整车的智能启停、一键启动和怠速提升等功能和控制倒车灯的开启或关闭。例如，换挡轴11在空挡区域时，PWM信号的电路输出设定值范围可以为5%-30% ;换挡轴11位于在挡区域时，PWM信号的电路输出值设定范围可以为31%-70% ;换挡轴11在倒挡区域时，PWM信号的电路输出设定值范围为71%-95%。由此，ECU根据接收到的PWM信号的范围从而可以方便地判断出换挡轴11当前所处挡位。但是，应当理解的是，本发明并不限于此。
[0036]其中，预定距离(H2)可以设定为1.5mm-2.5mm之间，本发明并不限于此。
[0037]插接件35设在壳体31上且与电路板32电相连，插接件35具有多个插接部。多个插接部可与整车线束母端配合后传递传感器30输出的信号给ECU。由此，可以通过插接件35将霍尔芯片33输出的信号传递给ECU。
[0038]根据本发明实施例的用于手动变速器的位置传感器组件100，通过将传感器30设在变速器壳体10的外表面上，由变速器壳体10将传感器30与聚磁体20隔离开，传感器30可以有效地输出在挡信号、空挡信号和倒挡信号，进而实现汽车智能启停、一键启动和怠速提升功能及控制倒车灯的开启或关闭，且由于传感器30的安装方式为非贯通式，因此变速器壳体10在传感器30处不会存在漏油风险。
[0039]根据本发明的一个实施例，位置传感器组件100还可以包括:衬套36。衬套36设在壳体31内，电路板32固定在衬套36上，由此，方便电路板的32固定。如图2所示，壳体31包括下壳体312和设在下壳体312上的上壳体311，上壳体311通过螺栓40固定在变速器壳体10的外表面上。这样，方便传感器30的安装及拆卸，但本发明并不限于此。进一步地，衬套36设在下壳体312内。衬套36的下端连接有电路板32，霍尔芯片33固定在电路板32的朝向聚磁体20的侧面上，磁铁34固定在壳体31的内壁面上。也就是说，电路板32的下表面设有霍尔芯片33,磁铁34设在壳体31的下内壁面,磁铁34的上表面与霍尔芯片33的下表面相对。可选地，霍尔芯片33与磁铁34位于电路板32的正下方，如图2所示，但本发明并不限于此。
[0040]根据本发明的另一个实施例，壳体31的内壁面上可以设置有容纳槽，磁铁34可以固定在容纳槽内。其中，磁铁34的形状与容纳槽的形状可以相同，也可以不相同，当然，磁铁34也可以通过黏结的方式固定在壳体31的内壁面上。
[0041]在本发明的另一些实施例中，壳体31内部可以填充有环氧树脂。其中，环氧树脂可以通过压注的方式与传感器30 —体形成。这样，固化后的环氧树脂可以提高传感器30整体结构的稳定性及绝缘性能，防止传感器30在汽车行驶过程出现震动，提高传感器30的监测的准确性。此外，通过在壳体31内部填充环氧树脂，可以避免壳体31内部的空气因温度升高而膨胀，对传感器30的结构及功能造成影响。
[0042]在本发明的再一些实施例中，位置传感器组件100还包括:定位销50。定位销50适于固定在换挡轴11上，聚磁体20固定在定位销50上。也就是说，聚磁体20通过定位销50固定在换挡轴11上。例如，如图1所示，聚磁体20可以固定在换挡轴11的中部。可选地，换挡轴11上也可以设置有安装槽，聚磁体20也可以直接固定在该安装槽内。其中，聚磁体20可以为钢片。当然，本发明并不限于此，聚磁体20也可以是其他磁性材料。
[0043]根据本发明实施例第二方面的手动变速器具有上述的位置传感器组件100，由于根据本发明实施例的位置传感器组件100可以精确输出在挡信号、空挡信号和倒挡信号，进而实现汽车智能启停、一键启动和怠速提升功能及控制倒车灯的开启或关闭，且不会出现漏油的风险的优点。因此，根据本发明实施例的手动变速器也具有上述优点。
[0044]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0045]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种用于手动变速器的位置传感器组件，所述手动变速器包括变速器壳体和位于所述变速器壳体内的换挡轴，其特征在于，所述位置传感器组件包括: 聚磁体，所述聚磁体适于设在所述换挡轴上； 传感器，所述传感器适于固定在所述变速器壳体的外表面上以由所述变速器壳体将所述传感器与所述聚磁体隔离开，所述传感器与所述聚磁体相对且包括: 壳体； 电路板，所述电路板设在所述壳体内； 霍尔芯片，所述霍尔芯片位于所述壳体内且与所述电路板电连接； 磁铁，所述磁铁固定在所述壳体内，所述磁铁与所述霍尔芯片相对且间隔预定距离；以及 插接件，所述插接件设在所述壳体上且与所述电路板电相连，所述插接件具有多个插接部。
2.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，所述霍尔芯片固定在所述电路板的朝向所述聚磁体的侧面上，所述磁铁固定在所述壳体的内壁面上。
3.根据权利要求2所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，所述壳体的内壁面上设置有容纳槽，所述磁铁固定在所述容纳槽内。
4.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，还包括:衬套，所述衬套设在所述壳体内，所述电路板固定在所述衬套上。
5.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，所述壳体内部填充有环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，所述壳体包括下壳体和设在所述下壳体上的上壳体，所述上壳体通过螺栓固定在所述变速器壳体的外表面上。
7.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，还包括:定位销，所述定位销适于固定在所述换挡轴上，所述聚磁体固定在所述定位销上。
8.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，所述聚磁体为钢片。
9.根据权利要求1所述的用于手动变速器的位置传感器组件，其特征在于，所述预定距离为 1.5mm-2.5mm。
10.一种手动变速器，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于手动变速器的位置传感器组件。
【文档编号】F16H63/40GK103615535SQ201310627174
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】辛树清, 苏杰, 杜大虎, 王桂升 申请人:长城汽车股份有限公司