角度位置感测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于感测转轴的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴能作转动或直线移动，所述转轴上沿轴向固定设置有磁铁和铁磁块。所述传感装置包括设置在转轴上方的感测元件，当转轴处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴的转动，所述感测元件产生第一种感应电信号或第二种感应电信号；处理电路，对应于第一种感应电信号和第二种感应电信号，所述处理电路产生第一种电压信号或第二种电压信号；指示电路，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路产生空挡位置信号和倒档位置信号。本实用新型专利技术只用了一个传感元件，省略了一个传感元件，从而降低了成本，提高了可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
角度位置感测装置
本技术一般涉及位置感测装置，并且更具体地涉及探测转轴的空档位置和倒档位置的感测装置及方法。
技术介绍
使用位置感测装置来探测转轴的角度位置在行业中是已知的。具体地说，为了节省汽油，在汽车变速杆停留在空档位置有了一段时间后(例如5秒)，发动机控制单元(ECU)产生停止控制信号，自动关闭汽车的发动机。而后，当发动机控制单元接收到汽车离合器被踩压的信号时，如果变速杆仍然处在空档位置，发动机控制单元(ECU)将产生启动控制信号，自动启动汽车的发动机。所以，汽车的控制电路需要用位置感测装置来探测转轴的空挡位置。另外，为了驾驶安全，当汽车变速杆进入倒档位置时，需要打开倒车灯或启动语音装置，提醒周围行人，该汽车处于倒车状态。所以，汽车的控制电路要需要用位置感测装置来探测转轴的倒档位置。传统上，转轴空档位置和倒档位置的探测是分别使用两个位置感测装置来达到的。由于使用两个感测装置，需用两套磁铁、两套电路元件和机械元件，所以制造成本高。而且，由于使用两套电路元件和机械元件，出故障的机率会高。因此，有必要提供一种改进的位置感测装置，该位置感测装置能够降低制造成本，并减少出故障的机率。
技术实现思路
为了达到以上目的，本技术提供了一种用于感测转轴(108)的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴(108)能作转动或直线移动，所述转轴(108)上沿轴向固定设置有磁铁(102)和铁磁块(113)，其特征在于所述传感装置(104，106)。所述传感装置包括:设置在转轴(108)上方的感测元件(104)，当转轴(108)处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴(108)的转动，所述感测元件(104)产生第一种感应电信号或第二种感应电信号;处理电路(106),对应于第一种感应电信号和第二种感应电信号，所述处理电路(106)产生第一种电压信号或第二种电压信号；指示电路(508)，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路(508)产生空挡位置信号和倒档位置信号。为了达到以上目的，本技术提供了一种用于感测转轴(108)的空挡位置和倒档位置的感测系统，所述转轴(108)能作转动或直线移动。所感测系统包括:固定设置在转轴(108)上的磁铁(102)和铁磁块(113)，所述铁磁块(113)设置在所述磁铁(102)的一端；和分离地设置在转轴(108)上方的感测元件(104)，当转轴(108)处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴(108)的转动，所述感测元件(104)产生第一种感应电信号或第二种感应电信号。通过提供以上传感器和相应的传感器系统，本技术克服了上面所提及的现有技术中的缺陷。【附图说明】参考附图对本技术实施例进行描述，其中:图1描述了根据本技术的位置感测系统100，示出位置感测系统100中的转轴108的侧视图；图2描述了图1的位置感测系统100，示出图1所示的转轴108的俯视图；图3描述了位置感测系统100，示出图2中所示的转轴108沿图2中的线A-A的截面图；图4A-4B描述了图1-3中的磁铁装置102和感测装置104的更详细的结构；图5A-5C显示了手排挡汽车六个排档与磁铁装置102相对位置的示意图，其中，图5A示出了手排挡汽车六个排档及空档位置的示意图；图5B示出了设有铁磁块的磁铁装置位于空档位置的示意图；图5C描述了设有铁磁块的磁铁装置分别位于空档位置、1-3-5档进档位置以及2-4-R档进档位置的示意图；图6A-6C显示了对于图5A-5C显示的手排挡六个排档，在感测装置104对应于不同档位时磁铁装置102的输出信号； 图7A和7B描述了未设有磁铁块的磁铁装置的磁力线分布以及设有铁磁块的磁铁装置的磁力线分布的示意图，其中，图7A显示了磁铁装置102在没有设置铁磁块113段的磁通密度变化/磁场变化分布，而图7B显示了磁铁装置102在设置有铁磁块113段的磁通密度变化/磁场变化分布；图8A描述了位置感测系统100中的处理线路106的一个实施例的更详细结构；图8B示出图8A中所示的处理单元504的详细的结构示图；图9A描述了在校准(或模拟)程序中，感测装置104响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7A中所示的磁通密度变化和/或磁场变化而产生的符合两条函数线(740，706)的输出；图9B描述了在校准(或模拟)程序中产生的符合线性函数722.1的电压输出，该校准(或模拟)程序在安装或实地使用位置感测系统100之前进行；图9C描述了基于校准(或模拟)程序中的线性函数线722.1形成具有第一信号状态(高电压￥^)和第二信号状态(低电压Vis)的两状态信号107的方案；图10显示出在校准(或模拟)程序中产生的对应于图7A和7B的两个磁通密度变化/磁场变化分布，而产生的两个线性电压输出722.1和722.2 ;以及图11示出发动机控制系统900，其中图1-3中示出的处理线路106的输出111被用于控制汽车中的发动机。【具体实施方式】现参考具体实施例，在附图中示出其示例。在具体实施例的详细描述中，方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“左边”、“右边”等参考附图所描述的方向来使用。由于本技术实施例的部件可被设置成许多不同的方向，方向性术语被用作辅助说明的目的而决不是限制。尽可能地，所有附图中使用的相同或相似的标记和符号表示相同或相似的部分。图1描述根据本技术的位置感测系统100，示出位置感测系统100中的转轴108的侧视图。在图1中，位置感测系统100包括磁铁装置102、感测装置104和处理线路106。感测装置104通过连接109与处理线路106电连接，而磁铁装置102被安装到转轴108上并且适合于绕转轴108的轴(或轴心)112(如图3中所示)与转轴108—起转动。感测装置104位于磁铁装置102的上方，在面向图1的方向上相互共平面，并且与磁铁装置102分隔开一距离D (或空隙)183。当磁铁装置102绕转轴108的轴112转动时，磁铁装置102可对感测装置104所在的位置(或探测位置)产生磁通密度变化，进而产生磁场变化。当感测装置104受到磁铁装置102的磁通密度变化的影响时，感测装置104可产生电信号(例如PWM，SENT等)。作为示例性的实施例，感测装置104可包括霍尔效应电路，用于响应由磁通密度变化所引起的磁场变化而产生电信号。感测装置104将所感应到的电信号输送到处理线路106，处理线路106响应所述感应到的电信号，进而在其输出端(即，连接111和189)处产生两个两状态信号110 (空挡位置信号)和199 (倒挡位置信号)。磁铁装置102的一端(例如右端)设有铁磁块113 (ferromagnetic),使得磁铁装置102不与铁磁块113重合的一段的磁通密度变化/磁场变化不受铁磁块113的影响，而磁铁装置102与铁磁块113重合的一段受铁磁块113的影响。如图1中所示，转轴108可沿其纵向(或其轴向或长度方向)成直线地移动，并且也可以绕轴112(如图3中所示)转动。当转轴108沿其纵向成直线地移动时，处理线路106在其输出端111保持 其两状态信号的输出状态。换句话说，对于转轴108的直线运动，处理线路106不改变在输出111上两状态信号(空挡位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于感测转轴(108)的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴(108)能作转动或直线移动，所述转轴(108)上沿轴向固定设置有磁铁(102)和铁磁块(113)，其特征在于所述传感装置(104，106)包括： 设置在转轴(108)上方的感测元件(104)，当转轴(108)处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴(108)的转动，所述感测元件(104)产生第一种感应电信号或第二种感应电信号； 处理电路(106)，对应于第一种感应电信号和第二种感应电信号，所述处理电路(106)产生第一种电压信号或第二种电压信号； 指示电路(508)，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路(508)产生空挡位置信号和倒档位置信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于感测转轴(108)的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴(108)能作转动或直线移动，所述转轴(108)上沿轴向固定设置有磁铁(102)和铁磁块(113)，其特征在于所述传感装置(104，106)包括: 设置在转轴(108)上方的感测元件(104)，当转轴(108)处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴(108)的转动，所述感测元件(104)产生第一种感应电信号或第二种感应电信号； 处理电路(106),对应于第一种感应电信号和第二种感应电信号，所述处理电路(106)产生第一种电压信号或第二种电压信号； 指示电路(508)，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路(508)产生空挡位置信号和倒档位置信号。2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于: 所述传感装置具有一套感测元件(104)和一套处理电路(106)。3.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于: 所述第一种感应电信号和第二种感应电信号是符合线性函数关系的电信号。4.根据权利要求3所述的传感装置，其特征在于: 所述第一种感应电信号对应于所述转轴(108)在倒档位置； 所述第二种感应电信号对应于所述转轴(108)在非倒档位置。5.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于还包括磁铁(102): 所述磁铁(102)上设有铁磁块(113)，所述磁铁(102)和铁磁块(113)能随着转轴(108)的转动而共同绕其转动； 所述磁铁(102)和铁磁块(113)能随着转轴(108)的直线移动而随其直线移动。6.根据权利要求5所述的传感装置，其特征在于: 所述磁铁(102)的长度大于所述铁磁块(113)的长度。7.根据权利要求5所述的传感装置，其特征在于: 当转轴(108)处于倒档位置时，所述感测元件(104)和铁磁块(113)处于在转轴(108)轴向上相同的位置，从而感测到所述磁铁(102)所提供的第一磁通密度分布； 当转轴(108)处于非倒档位置时，所述感测元件(104)和铁磁块(113)处于在转轴(108)轴向上错开的位置，从而所述感测元件(104)感测到所述磁铁(102)所提供的第二磁通密度分布。8.根据权利要求6所述的传感装置，其特征在于: 当转轴(108)处于倒档位置时，所述感测元件(104)和铁磁块(113)在转轴(108)的径向对齐，从而感测到所述磁铁(102)所提供的第一磁通密度分布。9.根据权利要求5所述的传感装置，其特征在于: 当转轴(108)处于非倒档位置时，所述感测元件(104)和铁磁块(113)在转轴(108)的径向错开，从而所述感测元件(104)感测到所述磁铁(102)所提供的第二磁通密度分布。10.根据权利要求1所述的传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：何塞德·奥利弗·萨尔瓦多，薛启鑫，张冠星，
申请(专利权)人：泰科电子上海有限公司，泰科电子安普有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31