传感器装置、用于位置检测的方法和用于传感器装置的磁元件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种传感器装置(100)，其带有至少一个传感器元件(120)，尤其是霍尔传感器元件，和至少一个能相对于该感器元件(120)运动的磁元件(110)，该磁元件具有两个以上的不同地磁化的区域(310)。在此，传感器元件(120)构造用于输出传感器信号(350)，该传感器信号通过至少三个预先限定的传感器信号值中的一个来表现出关于磁元件(110)处于传感器元件(120)测量范围(360)内的区域的磁化的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器装置、用于位置检测的方法和用于传感器装置的磁元件
本专利技术涉及一种传感器装置，一种用于检测磁元件相对于传感器元件的位置的方法和一种用于根据主权利要求的这种的传感器装置的磁元件。
技术介绍
当前，在一些针对选挡开关的应用中使用了磁板，该磁板通过选择杆进行运动，并且它的位置通过霍尔传感器进行检测，如例如在图1中以切换杆传感器系统100为例所示，为了对切换杆位置进行评估，切换杆传感器系统具有磁板110，该磁板的有磁性的区域由多个尤其是设计为霍尔传感器的传感器120读取。在此，霍尔传感器120和接在其后方的评估逻辑电路将磁场的其中一个方向识别为“1”，而将另一个方向识别为“0”，因此，每个传感器都可以输出两个值(也就是说作为二进制传感器工作)，并且这两个值“O”和“I”在编码理论中被称为字母表(Alphabet)。对现有的产品，如例如对在图1中以总览图和细节图体现的布置的示例性地分析指出，现在可以利用四个传感器表示24 = 16种不同的作为4位元(bit)字的状态。但是，为了表示不同的切换杆位置，只需要6个代码字(即:P R ND+- ；P =停车，R =倒档，N =空档位置，D =前进=切换杆的行车位置，+ =用于引起向高档切换的切换位置，_=用于引起向低档切换的切换位置)，因此，理论上在这里用三个传感器也就足够了。为了识别单个的位元错差，需要这些代码字的具体的特性，这些特性尤其是可以经由汉明(Hamming)距离测量。如果例如需要最小的汉明距离是二，那么每个用于输出的代码字就应当以至少两个字符同其他有效的代码字区分开来。如果运用到图1的示例中，那就可以要求最小的汉明距离是三。然而，在16种可能的代码字的情况下，找到满足这个条件的代码字分别不能超过两个。但是，因为为了对P、R、N、D、+、_进行输出需要六个代码字，所以示出的传感器组无法输出具有汉明距离> 3的选挡。如果要求降低到最小汉明距离为2，就能够将多达八种不同的代码字进行组合。图2中的表格示出了两种可能的解决方案A或B，在其中，每个代码字相对于其他代码字的每一个在它的(代码)模式I至8中至少具有为二的汉明距离。EP I 003 186 Al公开了一种方法、一种选择开关和一种选择机构以用于对选择开关所处的位置进行可靠地识别。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术提供了一种改进的传感器装置、一种改进的用于检测磁元件相对于传感器元件的位置的方法和一种改进的用于根据主权利要求的传感器装置的磁元件。有利的设计方案由从属权利要求和接下来的说明中得出。本专利技术提供了一种传感器装置，其带有至少一个传感器元件，尤其是霍尔传感器元件和至少一个能相对于传感器元件运动的磁元件，该磁元件具有两个以上的不同地磁化的区域，其特征在于，所述传感器元件构造用于输出传感器信号，该传感器信号通过至少三个预先限定的传感器信号值中的一个来表现出关于磁元件处于传感器元件测量范围内的区域的磁化的状态。此外，本专利技术还提供了一种用于检测磁元件相对于传感器元件的位置的方法，其中，该方法应用了前述的传感器装置，其特征具有如下步骤:-输出传感器信号，该传感器信号通过至少三个预先限定的传感器信号值中的一个来表现出关于磁元件处于传感器元件测量范围内的区域的磁化的状态。此外，本专利技术还提供了 一种用于传感器装置的磁元件，其中，该磁元件包括两个以上的磁化的区域和至少一个邻接于至少两个磁化的区域的未磁化的和/或抗磁的区域。优选地，未磁化的区域和/或抗磁的区域更优选地至少邻接于两个相同的磁化的区域之间和/或两个不同地磁化的区域之间地布置。传感器元件尤其可以理解为构造用于检测磁性大小的传感器。例如该传感器元件可以是霍尔传感器。磁元件可以理解为具有不同地磁化的区域的元件。例如，该磁元件可以是盘体，在该盘体的主体中包含有不同地磁化的区域。备选地，磁元件也可以具有板式载体，在其上紧固有单个的磁体。但是，磁元件应当相对于传感器元件运动，以便能够检测到磁元件(其例如与车辆变速器的切换杆连接)相对于传感器元件的位置变化。传感器信号可以理解为传感器元件的输出信号，该输出信号具有关于磁元件处于传感器元件测量范围内的区域的磁化的状态的信息。就关于磁化的状态而言可以理解为磁元件的位于传感器元件的测量范围内的区域存在有磁化(尤其是存在有磁场的定向)或者不存在磁化。预先限定的传感器信号值可以理解为预先限定数量的传感器信号值中的一个值。尤其地，这些传感器信号值可以设定至少三个离散的值，该离散的值例如表现出在磁元件的在传感器元件的测量范围内的区域内，在第一方向上、在不同于第一方向的第二方向上存在有磁场或者不存在有磁场。本专利技术基于以下认识，即，通过应用具有选自至少三个传感器信号值的信号值的传感器信号能够非常精准地表明关于磁元件处于传感器元件测量范围内的区域的磁化的状态。尤其是据此能够利用单个的传感器给出关于磁元件在传感器元件的测量范围内的具体状态的详细的结论。相对于现有技术中的应用具有二进制的传感器信号值的传感器的解决方案，能够有利地通过添加另一尤其是表现出磁元件在传感器的测量范围内存在或不存在磁化的传感器信号，在仅较少的附加成本的情况下实现对测量准确性的提高。附加地，还可以改进对这类传感器信号的评估，这是因为相比应用具有二进制的输出值的传感器的情况，例如在将多个这种传感器装置的传感器信号组合成传感器信号字的情况下，在单个传感器信号字之间能够实现更大的汉明距离。本专利技术的如下实施方式是特别有利的，在该实施方式中，传感器元件构造用于当在关于磁元件处于传感器元件前方的区域的磁化的状态下没有磁通量作用于传感器元件时，提供预先限定的传感器信号值作为传感器信号。本专利技术的这类实施方式具有在传感器信号中提供附加信息的优点，该附加信息表明磁元件在传感器元件的测量范围内不存在磁化。相对于那些无法检测具有错误的磁化的状态的传统方案，以这种方式能够检测出关于磁元件在传感器元件测量范围内的磁化的状态的详细信息。根据本专利技术的另一种实施方式，传感器元件也可以构造用于提供具有如下传感器信号值的传感器信号，从该传感器信号值中能够识别出磁元件的处于传感器元件的测量范围内的区域上的磁场定向，但是无法识别出磁元件的处于传感器元件的测量范围内的区域上的磁场强度。本专利技术的这类实施方式的优点在于，仅将检测到的磁场的符号认为是有关的，由此减少了可能的传感器信号值的数量，从而简化了对这些传感器信号的处理工作。为了获得关于磁元件相对于传感器元件的相对位置的尽可能具有说服力的信息，传感器装置可以具有至少一个另一传感器元件，尤其是另一霍尔传感器，其中，该另一传感器元件构造用于输出另一传感器信号，该另一传感器信号通过至少三个预先限定的传感器信号值中的一个来表现出关于磁元件处于传感器元件测量范围内的区域的磁化的状态。以这种方式能够从传感器信号和另一传感器信号的信号值中查出传感器信号代码字，相比单独地包含在单个的传感器元件的传感器信号值中的信息，该传感器信号代码字提供了关于磁元件相对于传感器元件的相对位置的更为可靠地结论。此外，本专利技术的另一种实施方式也是特别有利的，在该另一种实施方式中，设置了信号输出单元，其构造用于将传感器元件的传感器信号的传感器信号值至少与至少一个另一传感器兀件的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器装置(100)，其带有至少一个传感器元件(120)，尤其是霍尔传感器元件，和至少一个能相对于所述传感器元件(120)运动的磁元件(110)，所述磁元件具有两个以上的不同地磁化的区域(310)，其特征在于，所述传感器元件(120)构造用于输出传感器信号(350)，所述传感器信号通过至少三个预先限定的传感器信号值中的一个来表现出关于所述磁元件(110)处于所述传感器元件(120)测量范围(360)内的区域的磁化的状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.13 DE 102011088365.71.一种传感器装置(100)，其带有至少一个传感器元件(120)，尤其是霍尔传感器元件，和至少一个能相对于所述传感器元件(120)运动的磁元件(110)，所述磁元件具有两个以上的不同地磁化的区域(310)，其特征在于，所述传感器元件(120)构造用于输出传感器信号(350)，所述传感器信号通过至少三个预先限定的传感器信号值中的一个来表现出关于所述磁元件(110)处于所述传感器元件(120)测量范围(360)内的区域的磁化的状态。2.根据权利要求1所述的传感器装置(100)，其特征在于，所述传感器元件(120)构造用于当在关于所述磁元件(110)处于所述传感器元件(120)测量范围(360)内的区域的磁化的状态下没有磁通量(B)作用于所述传感器元件(120)时，提供预先限定的传感器信号值作为传感器信号(350)。3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(100)，其特征在于，所述传感器元件(120)构造用于提供具有如下传感器信号值的传感器信号(350)，从所述传感器信号值中能识别出所述磁元件(110)处于所述传感器元件(120)测量范围(360)内的区域上的磁场⑶的定向，但是无法识别出所述磁元件(110)处于所述传感器元件(120)测量范围(360)内的区域上的磁场(B)的强度。4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(100)，其特征在于，所述传感器装置(100)具有至少一个另一传感器元件(120)，尤其是另一霍尔传感器元件，其中，所述另一传感器元件(120)构造用于输出另一传感器信号(250)，所述另一传感器信号通过至少三个预先限定的传感 器信号值中的一个来表现出关于所述磁元件(110)处于所述另一传感器元件(120)测量范围(360)内的区域的磁化的状态。5.根据权利要求4所述的传感器装置(100)，其特征在于具有信号输出单元(370)，所述信号输出单元构造用于将所述传感器元件(120)的传感器信号(350)的传感器信号值至少与所述至少一个另一传感器元件(120)的另一传感器信号(350)的传感器信号值结合成传感器信号字(380)，其中，所述传感器输出单元(370)还构造用于为所述磁元件(110)相对于所述传感器元件(120)和所述另一传感器元件(120)的不同的相对位置输出传感器信号字(380)，这些传感器信号字具有至少等于二的汉明距离，尤其是至少等于三的汉明距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·普法伊费尔，安德烈亚斯·波伊克特，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE