角度位置感測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于感測轉(zhuǎn)軸的空擋位置和倒檔位置的傳感裝置，所述轉(zhuǎn)軸能作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)，所述轉(zhuǎn)軸上沿軸向固定設(shè)置有磁鐵和鐵磁塊。所述傳感裝置包括設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上方的感測元件，當(dāng)轉(zhuǎn)軸處于倒檔或非倒擋位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感測元件產(chǎn)生第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào)；處理電路，對(duì)應(yīng)于第一種感應(yīng)電信號(hào)和第二種感應(yīng)電信號(hào)，所述處理電路產(chǎn)生第一種電壓信號(hào)或第二種電壓信號(hào)；指示電路，對(duì)應(yīng)于第一種電壓信號(hào)和第二種電壓信號(hào)，所述指示電路產(chǎn)生空擋位置信號(hào)和倒檔位置信號(hào)。本發(fā)明只用了一個(gè)傳感元件，省略了一個(gè)傳感元件，從而降低了成本，提高了可靠性。
【專利說明】角度位置感測裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及位置感測裝置，并且更具體地涉及探測轉(zhuǎn)軸的空檔位置和倒檔位置的感測裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]使用位置感測裝置來探測轉(zhuǎn)軸的角度位置在行業(yè)中是已知的。
[0003]具體地說，為了節(jié)省汽油，在汽車變速桿停留在空檔位置有了一段時(shí)間后(例如5秒)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)產(chǎn)生停止控制信號(hào)，自動(dòng)關(guān)閉汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。而后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元接收到汽車離合器被踩壓的信號(hào)時(shí)，如果變速桿仍然處在空檔位置，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)將產(chǎn)生啟動(dòng)控制信號(hào)，自動(dòng)啟動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。所以，汽車的控制電路需要用位置感測裝置來探測轉(zhuǎn)軸的空擋位置。
[0004]另外，為了駕駛安全，當(dāng)汽車變速桿進(jìn)入倒檔位置時(shí)，需要打開倒車燈或啟動(dòng)語音裝置，提醒周圍行人，該汽車處于倒車狀態(tài)。所以，汽車的控制電路要需要用位置感測裝置來探測轉(zhuǎn)軸的倒檔位置。
[0005]傳統(tǒng)上，轉(zhuǎn)軸空檔位置和倒檔位置的探測是分別使用兩個(gè)位置感測裝置來達(dá)到的。由于使用兩個(gè)感測裝置，需用兩套磁鐵、兩套電路元件和機(jī)械元件，所以制造成本高。而且，由于使用兩套電路元件和機(jī)械元件，出故障的機(jī)率會(huì)高。
[0006]因此，有必要提供一種改進(jìn)的位置感測裝置，該位置感測裝置能夠降低制造成本，并減少出故障的機(jī)率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種用于感測轉(zhuǎn)軸(108)的空擋位置和倒檔位置的傳感裝置，所述轉(zhuǎn)軸(108)能作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)，所述轉(zhuǎn)軸(108)上沿軸向固定設(shè)置有磁鐵(102)和鐵磁塊(113)，其特征在于所述傳感裝置(104，106)。所述傳感裝置包括:
[0008]設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上方的感測元件(104)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔或非倒擋位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸(108)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感測元件(104)產(chǎn)生第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào);
[0009]處理電路(106),對(duì)應(yīng)于第一種感應(yīng)電信號(hào)和第二種感應(yīng)電信號(hào)，所述處理電路
(106)產(chǎn)生第一種電壓信號(hào)或第二種電壓信號(hào)；
[0010]指示電路(508)，對(duì)應(yīng)于第一種電壓信號(hào)和第二種電壓信號(hào)，所述指示電路(508)產(chǎn)生空擋位置信號(hào)和倒檔位置信號(hào)。
[0011]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種用于感測轉(zhuǎn)軸(108)的空擋位置和倒檔位置的感測系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)軸(108)能作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)。所感測系統(tǒng)包括:
[0012]固定設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上的磁鐵(102)和鐵磁塊(113)，所述鐵磁塊(113)設(shè)置在所述磁鐵(102)的一端；和
[0013]分離地設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上方的感測元件(104)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔或非倒擋位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸(108)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感測元件(104)產(chǎn)生第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào)。
[0014]通過提供以上傳感器和相應(yīng)的傳感器系統(tǒng)，本發(fā)明克服了上面所提及的現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]參考附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述，其中:
[0016]圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的位置感測系統(tǒng)100，示出位置感測系統(tǒng)100中的轉(zhuǎn)軸108的側(cè)視圖；
[0017]圖2描述了圖1的位置感測系統(tǒng)100，示出圖1所示的轉(zhuǎn)軸108的俯視圖；
[0018]圖3描述了位置感測系統(tǒng)100，示出圖2中所示的轉(zhuǎn)軸108沿圖2中的線A-A的截面圖；
[0019]圖4A-4B描述了圖1-3中的磁鐵裝置102和感測裝置104的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)；
[0020]圖5A-5C顯示了手排擋汽車六個(gè)排檔與磁鐵裝置102相對(duì)位置的示意圖，其中，圖5A示出了手排擋汽車六個(gè)排檔及空檔位置的示意圖；圖5B示出了設(shè)有鐵磁塊的磁鐵裝置位于空檔位置的示意圖；圖5C描述了設(shè)有鐵磁塊的磁鐵裝置分別位于空檔位置、1-3-5檔進(jìn)檔位置以及2-4-R檔進(jìn)檔位置的示意圖；
[0021]圖6A-6C顯示了對(duì)于圖5A-5C顯示的手排擋六個(gè)排檔，在感測裝置104對(duì)應(yīng)于不同檔位時(shí)磁鐵裝置102的輸出信號(hào)；
[0022]圖7A和7B描述了未設(shè)有磁鐵塊的磁鐵裝置的磁力線分布以及設(shè)有鐵磁塊的磁鐵裝置的磁力線分布的示意圖，其中，圖7A顯示了磁鐵裝置102在沒有設(shè)置鐵磁塊113段的磁通密度變化/磁場變化分布，而圖7B顯示了磁鐵裝置102在設(shè)置有鐵磁塊113段的磁通密度變化/磁場變化分布；
[0023]圖8A描述了位置感測系統(tǒng)100中的處理線路106的一個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)結(jié)構(gòu)；
[0024]圖8B示出圖8A中所示的處理單元504的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)示圖；
[0025]圖9A描述了在校準(zhǔn)(或模擬)程序中，感測裝置104響應(yīng)空隙183中沿Bx和By維度對(duì)如圖7A中所示的磁通密度變化和/或磁場變化而產(chǎn)生的符合兩條函數(shù)線(740，706)的輸出；
[0026]圖9B描述了在校準(zhǔn)(或模擬)程序中產(chǎn)生的符合線性函數(shù)722.1的電壓輸出，該校準(zhǔn)(或模擬)程序在安裝或?qū)嵉厥褂梦恢酶袦y系統(tǒng)100之前進(jìn)行；
[0027]圖9C描述了基于校準(zhǔn)(或模擬)程序中的線性函數(shù)線722.1形成具有第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓￥^)和第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓Vis)的兩狀態(tài)信號(hào)107的方案；
[0028]圖10顯示出在校準(zhǔn)(或模擬)程序中產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于圖7A和7B的兩個(gè)磁通密度變化/磁場變化分布，而產(chǎn)生的兩個(gè)線性電壓輸出722.1和722.2 ;以及
[0029]圖11示出發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900，其中圖1-3中示出的處理線路106的輸出111被用于控制汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0030]現(xiàn)參考具體實(shí)施例，在附圖中示出其示例。在具體實(shí)施例的詳細(xì)描述中，方向性術(shù)語，諸如“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”、“左邊”、“右邊”等參考附圖所描述的方向來使用。由于本發(fā)明實(shí)施例的部件可被設(shè)置成許多不同的方向，方向性術(shù)語被用作輔助說明的目的而決不是限制。盡可能地，所有附圖中使用的相同或相似的標(biāo)記和符號(hào)表示相同或相似的部分。
[0031]圖1描述根據(jù)本發(fā)明的位置感測系統(tǒng)100，示出位置感測系統(tǒng)100中的轉(zhuǎn)軸108的側(cè)視圖。
[0032]在圖1中，位置感測系統(tǒng)100包括磁鐵裝置102、感測裝置104和處理線路106。感測裝置104通過連接109與處理線路106電連接，而磁鐵裝置102被安裝到轉(zhuǎn)軸108上并且適合于繞轉(zhuǎn)軸108的軸(或軸心)112(如圖3中所示)與轉(zhuǎn)軸108—起轉(zhuǎn)動(dòng)。感測裝置104位于磁鐵裝置102的上方，在面向圖1的方向上相互共平面，并且與磁鐵裝置102分隔開一距離D (或空隙)183。當(dāng)磁鐵裝置102繞轉(zhuǎn)軸108的軸112轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鐵裝置102可對(duì)感測裝置104所在的位置(或探測位置)產(chǎn)生磁通密度變化，進(jìn)而產(chǎn)生磁場變化。當(dāng)感測裝置104受到磁鐵裝置102的磁通密度變化的影響時(shí)，感測裝置104可產(chǎn)生電信號(hào)(例如PWM，SENT等)。作為示例性的實(shí)施例，感測裝置104可包括霍爾效應(yīng)電路，用于響應(yīng)由磁通密度變化所引起的磁場變化而產(chǎn)生電信號(hào)。感測裝置104將所感應(yīng)到的電信號(hào)輸送到處理線路106，處理線路106響應(yīng)所述感應(yīng)到的電信號(hào)，進(jìn)而在其輸出端(即，連接111和189)處產(chǎn)生兩個(gè)兩狀態(tài)信號(hào)110 (空擋位置信號(hào))和199 (倒擋位置信號(hào))。
[0033]磁鐵裝置102的一端(例如右端)設(shè)有鐵磁塊113 (ferromagnetic),使得磁鐵裝置102不與鐵磁塊113重合的一段的磁通密度變化/磁場變化不受鐵磁塊113的影響，而磁鐵裝置102與鐵磁塊113重合的一段受鐵磁塊113的影響。
[0034]如圖1中所示，轉(zhuǎn)軸108可沿其縱向(或其軸向或長度方向)成直線地移動(dòng)，并且也可以繞軸112(如圖3中所示)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸108沿其縱向成直線地移動(dòng)時(shí)，處理線路106在其輸出端111保持其兩狀態(tài)信號(hào)的輸出狀態(tài)。換句話說，對(duì)于轉(zhuǎn)軸108的直線運(yùn)動(dòng)，處理線路106不改變在輸出111上兩狀態(tài)信號(hào)(空擋位置信號(hào))的輸出狀態(tài)。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108繞其軸112轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，處理線路106可根據(jù)轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在其輸出端111處兩狀態(tài)信號(hào)(空擋位置信號(hào))，于間改變兩狀態(tài)的電壓輸出。換句話說，處理線路106響應(yīng)轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在\^和Vis之間轉(zhuǎn)換其兩狀態(tài)輸出111。
[0035]另外，如圖1所示，在轉(zhuǎn)軸108不處于倒檔軸向位置時(shí)，鐵磁塊113與感測裝置104錯(cuò)開；在轉(zhuǎn)軸108處于倒檔軸向位置并轉(zhuǎn)動(dòng)到倒檔位置時(shí)，鐵磁塊113與磁鐵裝置102的感測點(diǎn)對(duì)齊。所以，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108不處于倒檔軸向位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)，處理線路106不改變在輸出189上兩狀態(tài)信號(hào)(倒擋位置信號(hào))的輸出狀態(tài)，因?yàn)殍F磁塊113與感測裝置104的感測點(diǎn)錯(cuò)開。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108處于倒檔軸向位置并轉(zhuǎn)動(dòng)到倒檔位置時(shí)，處理線路106可根據(jù)轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在其輸出端189處兩狀態(tài)信號(hào)(倒擋位置信號(hào))，于V高和V低之間改變兩狀態(tài)的電壓輸出。換句話說，處理線路106響應(yīng)轉(zhuǎn)軸108在倒檔處的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，在￥^和Vis之間轉(zhuǎn)換其兩狀態(tài)輸出189，因?yàn)殍F磁塊113與磁鐵裝置102的感測點(diǎn)對(duì)齊。
[0036]圖2描述了圖1的位置感測系統(tǒng)100，示出轉(zhuǎn)軸108的俯視圖。在轉(zhuǎn)軸108的俯視圖中，感測裝置104應(yīng)被示出位于磁鐵裝置102的上方(隔開距離183D)。為了更好地說明本發(fā)明的原理，感測裝置104示意性地位于圖2中的轉(zhuǎn)軸108側(cè)邊，但使用虛線129來反映磁鐵裝置102和感測裝置104之間的上述實(shí)際位置關(guān)系。
[0037]如圖2中所示，磁鐵裝置102具有沿轉(zhuǎn)軸108縱向(或長度方向)上的長度L以確保當(dāng)轉(zhuǎn)軸108沿其縱向成直線地移動(dòng)時(shí)感測裝置104始終在磁鐵裝置102的有效的探測區(qū)域內(nèi)。虛線114表示沿轉(zhuǎn)軸108的縱向上的中心線，而虛線115和117限定了所關(guān)心的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(_L1，+L1)。換句話說，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108繞軸112向左轉(zhuǎn)動(dòng)和向右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，縱向(或長度方向)上中心線114分別朝虛線115和117轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0038]圖3描述了圖2的位置感測裝置100，示出沿圖2中的線A-A的轉(zhuǎn)軸108的截面圖。
[0039]如圖3中所示，轉(zhuǎn)軸108可從其中心位置(由轉(zhuǎn)軸108上的直徑方向上的中心線113示出)朝左轉(zhuǎn)動(dòng)直到轉(zhuǎn)軸108到達(dá)其左轉(zhuǎn)動(dòng)界限-Lm(由虛線121示出)或者朝右轉(zhuǎn)動(dòng)直到轉(zhuǎn)軸108到達(dá)其右轉(zhuǎn)動(dòng)界限+Lm(由虛線123示出)。直徑方向上的中心線113經(jīng)過并切割轉(zhuǎn)軸108的軸(或軸心)112。因此，兩條虛線121和123限定轉(zhuǎn)軸108的整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)范圍(_Lm，+Lm)。在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)范圍(_Lm，+Lm)內(nèi)，兩條虛線115和117限定轉(zhuǎn)軸108內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)范圍，或稱為轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(-LI，+LI)(即:空擋位置范圍)。在圖3中所示的具體實(shí)施例中，整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)范圍和內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)范圍關(guān)于轉(zhuǎn)軸108的軸112和轉(zhuǎn)軸108上的中心線113對(duì)稱安排。換言之，相對(duì)于軸112和直徑方向上的中心線113而言，-Lm和-LI之間的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍分別等于+Lm和+LI之間的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。然而，非對(duì)稱設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)范圍對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是可能的。此外，將轉(zhuǎn)軸108的整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)范圍(-Lm,+Lm)擴(kuò)大到360度也是可能的。為了清楚地限定圖1_3中的部件之間的位置關(guān)系，應(yīng)當(dāng)注意的是轉(zhuǎn)軸108直徑方向上的中心線113是經(jīng)過軸112的直線并且垂直于沿轉(zhuǎn)軸108縱向上的中心線114(參見圖2)。磁鐵102側(cè)表面設(shè)有鐵磁塊113。
[0040]協(xié)同工作時(shí)，感測裝置104和處理線路106可探測轉(zhuǎn)軸108的角度位置并且在輸出端111上產(chǎn)生空檔位置兩狀態(tài)指示信號(hào)107和在輸出端189上產(chǎn)生倒檔位置兩狀態(tài)指示信號(hào)199。具體地說，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(_L1，+L1)內(nèi)時(shí)，處理線路106可產(chǎn)生空檔位置第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vk或低電壓狀態(tài)Vffi);當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(_L1，+L1)之外(或超出該轉(zhuǎn)動(dòng)范圍)時(shí)，處理線路106產(chǎn)生空檔位置第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vffi*高電壓狀態(tài)Vs)。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在軸向處于倒檔位置時(shí)，處理線路106可產(chǎn)生倒檔位置第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)Vis);當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在軸向處于倒檔位置時(shí)，處理線路106產(chǎn)生倒檔位置第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vffi或高電壓狀態(tài)Vs)。
[0041]圖4A描述了圖1-3中所示的磁鐵裝置102和感測裝置104的一個(gè)實(shí)施例。如圖4A中所示，磁鐵裝置102包括具有南極和北極的磁鐵304A，磁鐵304A的南極被附接在轉(zhuǎn)軸108的表面上，感測裝置104的前表面305和磁鐵304A北極的表面被設(shè)置為相互面對(duì)。磁鐵304A側(cè)表面設(shè)有鐵磁塊113。磁鐵304A的南極和北極與轉(zhuǎn)軸108的軸112和轉(zhuǎn)軸108直徑方向上的中心線113對(duì)齊。感測裝置104與磁鐵304A分隔開一距離(或空隙)183D并且與磁鐵304A共平面。如圖2中所示，磁鐵304A具有長度L和沿轉(zhuǎn)軸108縱向上的中心線114。為了更加有效地探測來自磁鐵304A的磁通量變化，作為一個(gè)實(shí)施例，感測裝置104的感測點(diǎn)與磁鐵304A的共平面與中心線114對(duì)齊。
[0042]感測裝置104包括感測元件302，該感測元件可以是霍爾效應(yīng)傳感器或磁阻(magneto-resistive)傳感器,在暴露于旋轉(zhuǎn)(或變化)磁場時(shí)能產(chǎn)生電信號(hào)。更具體地，霍爾效應(yīng)傳感元件302可以是載流的半導(dǎo)體膜(current-carrying sem1-conductormembrane),可以在受到垂直于膜表面的磁通密度變化/磁場變化時(shí)產(chǎn)生垂直于電流方向的電壓。如圖4A中所示，磁通密度/磁場在空隙183內(nèi)沿三維坐標(biāo)303(Bx，By，Bz)變化。感測裝置104通常被設(shè)計(jì)為探測沿Bx或By中的一維或兩維的磁場變化。感測元件302可被配置設(shè)在對(duì)由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鐵304A引起的磁通密度變化/磁場變化敏感和靈敏的探測位置。在圖4A中，B代表磁通密度；BX表示沿軸108的直徑向方向(the radia direct1n)上并且垂直于感測元件302的磁通密度測量；而By表示與軸108相切(tangential to)并且與感測元件302共平面的磁通密度測量。
[0043]圖4B詳細(xì)描述了磁鐵裝置102的一個(gè)實(shí)施例。在圖4B中，磁鐵裝置102和感測裝置104與圖4A中示出的磁鐵裝置和感測裝置相同，除了磁鐵304B的極性方向與圖4A中的磁鐵304A的方向不同之外。如圖4B中所示，磁鐵裝置102包括具有北極和南極的磁鐵304B，磁鐵304B的北極被附接在轉(zhuǎn)軸108的表面上，感測裝置104的表面305和磁鐵304B的南極的表面被設(shè)置為相互面對(duì)。磁鐵304B的北極和南極與轉(zhuǎn)軸108的軸112和轉(zhuǎn)軸108上的中心線對(duì)齊。根據(jù)與圖4A所描述的原理相同，磁場在空隙內(nèi)沿三個(gè)維度303(Bx，By，Bz)變化。感測裝置104被設(shè)計(jì)為探測沿Bx或By中的一維或兩維的磁場變化。磁鐵304B側(cè)表面設(shè)有鐵磁塊113。
[0044]圖5A-5C顯示了手排擋汽車六個(gè)排檔與磁鐵裝置102相對(duì)位置的示意圖。在圖5A中，1、3、5檔位于轉(zhuǎn)軸108的上側(cè)，而2、4、R檔位于轉(zhuǎn)軸108的下側(cè)。
[0045]如前所述并參照圖5B，磁鐵裝置102沿轉(zhuǎn)軸(或排檔軸)108的軸向設(shè)置在轉(zhuǎn)軸108上。感測裝置104與磁鐵裝置102間隔設(shè)置。如圖1-3所示，感測裝置104設(shè)置在磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)的上方；在一個(gè)實(shí)施例中，鐵磁塊113設(shè)置磁鐵裝置102偏于R檔的一側(cè)。其中R表示倒檔。
[0046]在圖5A中，虛線115和117之間的范圍表示磁鐵裝置102在空檔位置的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，而此時(shí)磁鐵裝置102處于空檔位置的范圍的中心位置。參照圖6A至圖6C,磁鐵裝置102可以隨轉(zhuǎn)軸108沿其軸向左右作直線移動(dòng)，在其軸向有三個(gè)工作位置(1-2檔、3-4檔、5-R檔)。當(dāng)磁鐵裝置102在1-2檔工作位置時(shí)，向上轉(zhuǎn)動(dòng)切入I檔，而向下轉(zhuǎn)動(dòng)切入2檔；當(dāng)磁鐵裝置102在3-4檔工作位置時(shí)，向上轉(zhuǎn)動(dòng)切入3檔，而向下轉(zhuǎn)動(dòng)切入4檔；當(dāng)磁鐵裝置102在5-R檔工作位置時(shí)，向上轉(zhuǎn)動(dòng)切入5檔，而向下轉(zhuǎn)動(dòng)切入R檔。
[0047]在圖5B中，磁鐵裝置102處在5-R檔工作位置，但是磁鐵裝置102還是處在空檔位置的范圍的中心位置。如圖5B所示，鐵磁塊113在磁鐵裝置102上的設(shè)置要保證當(dāng)磁鐵裝置102處在5-R檔工作位置時(shí)，鐵磁塊113也處在5-R檔工作位置。
[0048]按照本發(fā)明，鐵磁塊113和磁鐵裝置102在轉(zhuǎn)軸108上的設(shè)置要保證以下兩種位置關(guān)系，即:(I)當(dāng)磁鐵裝置102處在1-2檔或3-4檔工作位置時(shí)，鐵磁塊113和感測裝置104的探測位置錯(cuò)開，以至鐵磁塊113不對(duì)感測裝置104的感測產(chǎn)生影響；(2)當(dāng)磁鐵裝置102處在5-R檔工作位置時(shí)，鐵磁塊113和感測裝置104的探測位置對(duì)齊，以至鐵磁塊113對(duì)感測裝置104的感測產(chǎn)生影響。所以，當(dāng)磁鐵裝置102(或轉(zhuǎn)軸108)處在1-2檔或3_4檔工作位置時(shí)，磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)在1-2檔或3-4檔之間的轉(zhuǎn)動(dòng)切換不會(huì)對(duì)感測裝置104的感測產(chǎn)生影響；而當(dāng)磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)處在5-R檔工作位置時(shí)，磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)在5-R之間的轉(zhuǎn)動(dòng)切換會(huì)對(duì)感測裝置104的感測產(chǎn)生影響。
[0049]圖5C示出當(dāng)磁鐵裝置102處于5-R檔工作位置時(shí)，在轉(zhuǎn)動(dòng)中的三個(gè)位置:(I)磁鐵裝置102(或轉(zhuǎn)軸108)在空檔中心位置(neutral posit1n), (2)磁鐵裝置102(或轉(zhuǎn)軸108)從空檔中心位置轉(zhuǎn)動(dòng)到在5檔(in gear)，(3)磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)從空檔中心位置轉(zhuǎn)動(dòng)到在R檔(in gear) 0當(dāng)磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)從空檔位置的范圍的中心位置向上轉(zhuǎn)動(dòng)，切入5檔；當(dāng)磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)從空檔位置的范圍的中心位置向下轉(zhuǎn)動(dòng)，切入R檔(in gear)。當(dāng)然，磁鐵裝置102 (或轉(zhuǎn)軸108)在1_2檔或3_4檔作位置上,從空檔位置的范圍的中心位置(neutral posit1n)作左右轉(zhuǎn)動(dòng)，分別切入1、2檔或3、4 檔(in gear)。
[0050]圖6A-6C顯示了對(duì)于圖5A-5C顯示的手排擋六個(gè)排檔，在感測裝置104對(duì)應(yīng)于不同檔位時(shí)磁鐵裝置102的輸出信號(hào)。在圖6A-6C中，X坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，而Y坐標(biāo)對(duì)應(yīng)于感測裝置104的輸出信號(hào)(可以是電信號(hào)或頻率信號(hào))的強(qiáng)度。具體地說，圖6A顯示當(dāng)手排擋從I檔切入位置(in gear)經(jīng)過空擋(neutral)向下移到2檔切入位置(in gear)之間變換時(shí)，感測裝置104的輸出信號(hào)；圖6B顯示當(dāng)手排擋從3檔切入位置(ingear)經(jīng)過空擋(neutral)向下移到4檔切入位置(in gear)之間變換時(shí),感測裝置104的輸出信號(hào)；圖6(:顯示當(dāng)手排擋從5檔切入位置(in gear)經(jīng)過空擋(neutral)向下移到倒檔(R)切入位置(in gear)之間變換時(shí)，感測裝置104的輸出信號(hào)?？梢钥闯觯?yàn)樵?_2和3-4檔切入位置之間移動(dòng)時(shí)，感測裝置104不受鐵磁塊的影響，所以圖6A和6B中的輸出信號(hào)是一樣的。但在圖6C中，因?yàn)樵?-R檔切入位置之間移動(dòng)時(shí)，感測裝置104受鐵磁塊113的影響，所以圖6C中感測裝置104的在5-R檔切入位置之間移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的輸出信號(hào)(用實(shí)線表示)的斜率要比在1-2和3-4檔切入位置之間移動(dòng)時(shí)生的輸出信號(hào)(用虛線表示)的斜率更大或更陡，這樣，在倒檔(R)切入位置與2 / 4檔切入位置之間，兩條輸出曲線上的輸出信號(hào)強(qiáng)度差別增大。本發(fā)明用這種輸出信號(hào)強(qiáng)度的差別，來區(qū)分倒檔(R)切入位置與2 / 4檔切入位置。在圖10中，對(duì)圖6A-6C中顯感測裝置104對(duì)應(yīng)于不同檔位時(shí)磁鐵裝置102的輸出信號(hào)作進(jìn)一步描述。
[0051]圖7A顯示了磁鐵裝置102在沒有設(shè)置鐵磁塊113段的磁通密度/磁場分布，而7B顯示了磁鐵裝置102在設(shè)置有鐵磁塊113段的磁通密度/磁場分布。從圖7A可看出，由于不受鐵磁塊113的影響，在磁鐵裝置102兩側(cè)的磁通密度/磁場分布是對(duì)稱的。從圖7B可看出，由于受鐵磁塊113的影響，在磁鐵裝置102兩側(cè)的磁通密度/磁場變化是不對(duì)稱的，即:在磁鐵裝置102在設(shè)置鐵磁塊113的一側(cè)，磁通密度/磁場分布產(chǎn)生了變化。所以當(dāng)感測裝置104與磁鐵裝置102不同區(qū)段對(duì)齊時(shí)，會(huì)感測到不同磁通密度變化/磁場變化，從而產(chǎn)生不同感測出的信號(hào)(電信號(hào)或頻率信號(hào))。
[0052]圖8A詳細(xì)描述了位置感測系統(tǒng)100中的處理線路106的一個(gè)實(shí)施例。如圖8A所示，處理線路106包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換線路502、處理單元(或數(shù)字處理單元)504和指示電路(或兩狀態(tài)指示電路)508.1和508.2，所有這些線路都通過連接503,505.K505.2,507.1和507.2電連接在一起。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換線路502通過連接109與感測裝置104電連接，該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換線路502從感測裝置104接收模擬電子信號(hào)作為輸入、將該模擬電子信號(hào)處理(或轉(zhuǎn))成數(shù)字電子信號(hào)，并且將數(shù)字化的電子信號(hào)通過連接503輸送到處理單元504。然后，處理單元504處理數(shù)字化的電子信號(hào)從而能確定轉(zhuǎn)軸108是否在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(-LI，+LI)內(nèi)，并能確定轉(zhuǎn)軸108是否切入倒檔位置?；谔幚韱卧?04的確定，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(-LI，+LI)內(nèi)時(shí)，處理單元504將指示電路508.1的兩狀態(tài)輸出111設(shè)置成空擋第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)Vffi);當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(-LI，+LI)之外(或超出該轉(zhuǎn)動(dòng)范圍)時(shí)，處理單元504將指示電路508.1的兩狀態(tài)輸出111設(shè)置成空擋第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vs)。
[0053]相似地，基于處理單元504的確定，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108處于倒檔位置時(shí)，處理單元504將指示電路508.2的兩狀態(tài)輸出189設(shè)置成倒擋第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs，或低電壓狀態(tài)Vis);當(dāng)轉(zhuǎn)軸108處于非倒檔位置時(shí)，處理單元504將指示電路508.2的兩狀態(tài)輸出189設(shè)置成倒擋第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vs)。
[0054]更具體地，指示電路508.1的兩狀態(tài)輸出111可根據(jù)連接505.1和507.1上出現(xiàn)的兩個(gè)控制信號(hào)來設(shè)置；也就是，根據(jù)連接505.1上的狀態(tài)控制信號(hào)(具有第一控制信號(hào)狀態(tài)和第二控制信號(hào)狀態(tài))和連接507.1上的觸發(fā)信號(hào)(或觸發(fā)脈沖)，指示電路508.1被設(shè)置在高電壓狀態(tài)(Vs)或低電壓狀態(tài)(Vffi)。當(dāng)數(shù)字處理單元504將觸發(fā)脈沖輸送到連接507.1上并且將狀態(tài)控制信號(hào)輸送到連接505.1上，指示電路508.1被設(shè)置成與出現(xiàn)在連接505.1上的狀態(tài)控制信號(hào)相同的電壓狀態(tài)。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)沒有被輸送到連接507.1上時(shí)，指示電路508.1保持其當(dāng)前的輸出狀態(tài)，而不受出現(xiàn)在連接505.1上狀態(tài)控制信號(hào)的影響。作為一個(gè)實(shí)施例，指示電路508.1的邏輯功能可以通過使用J-K寄存器或D寄存器來實(shí)現(xiàn)。
[0055]因此，當(dāng)處理單元504確定轉(zhuǎn)軸108在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(_L1，+L1)時(shí)，處理單元504將第一控制信號(hào)狀態(tài)(高控制狀態(tài)信號(hào)或低控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.1上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.1上，這將指示電路508設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs*低電壓狀態(tài)V低)。當(dāng)處理單元504確定轉(zhuǎn)軸108在轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(-LI，+LI)之外(或超出該轉(zhuǎn)動(dòng)范圍)時(shí)，處理單元504將第二控制信號(hào)狀態(tài)(低控制狀態(tài)信號(hào)或高控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.1并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.1上，這將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)V低或高電壓狀態(tài)V高)。
[0056]相似地，指示電路508.2的兩狀態(tài)輸出189可根據(jù)連接505.2和507.2上出現(xiàn)的兩個(gè)控制信號(hào)來設(shè)置；也就是，根據(jù)連接505.2上的狀態(tài)控制信號(hào)(具有第一控制信號(hào)狀態(tài)和第二控制信號(hào)狀態(tài))和連接507.2上的觸發(fā)信號(hào)(或觸發(fā)脈沖)，指示電路508.2被設(shè)置在高電壓狀態(tài)(Vs)或低電壓狀態(tài)(Vffi)。當(dāng)數(shù)字處理單元504將觸發(fā)脈沖輸送到連接507.2上并且將狀態(tài)控制信號(hào)輸送到連接505.2上，指示電路508.2被設(shè)置成與出現(xiàn)在連接505.2上的狀態(tài)控制信號(hào)相同的電壓狀態(tài)。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)沒有被輸送到連接507.2上時(shí)，指示電路508.2保持其當(dāng)前的輸出狀態(tài)，而不受出現(xiàn)在連接505.2上狀態(tài)控制信號(hào)的影響。作為一個(gè)實(shí)施例，指示電路508.2的邏輯功能同樣可以通過使用J-K寄存器或D寄存器來實(shí)現(xiàn)。
[0057]因此，當(dāng)處理單元504確定轉(zhuǎn)軸108處在倒檔位置時(shí)，處理單元504將第一控制信號(hào)狀態(tài)(高控制狀態(tài)信號(hào)或低控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)V
當(dāng)處理單元504確定轉(zhuǎn)軸108不是處在倒檔位置時(shí)，處理單元504將第二控制信號(hào)狀態(tài)(低控制狀態(tài)信號(hào)或高控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接
507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)V高)。
[0058]圖8B描述了圖8A中所示的處理單元504更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。如圖8B中所示，處理單元504包括處理器(或CPU) 602、寄存器604、存儲(chǔ)裝置606、輸入/輸出線路608和總線610。處理器602、寄存器604、存儲(chǔ)裝置606和輸入/輸出線路608分別通過連接603、605、607和609與總線610相連。存儲(chǔ)裝置606可存儲(chǔ)程序(即，一指令系列)、參數(shù)(例如，9B和10中所示出的參考電壓)和數(shù)據(jù)(包括數(shù)字化的電子信號(hào))，寄存器604可存儲(chǔ)(或緩沖存儲(chǔ))參數(shù)和數(shù)據(jù)，而輸入/輸出線路608可接收至處理單元504的輸入信號(hào)，并且可將處理單元504內(nèi)的信號(hào)發(fā)送出處理單元504 (如發(fā)送到連接505和507)。寄存器604可基于保存在該寄存器中的內(nèi)容為一個(gè)或多個(gè)CPU操作周期提供和保持信號(hào)狀態(tài)，以便處理器602可在CPU操作周期內(nèi)執(zhí)行操作。
[0059]通過執(zhí)行儲(chǔ)存在存儲(chǔ)裝置606中的程序，處理器(或CPU) 602可控制寄存器604、存儲(chǔ)裝置606和輸入/輸出線路608的操作，并且可對(duì)寄存器604和存儲(chǔ)裝置606上執(zhí)行讀/寫操作。輸入/輸出線路608可從模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換線路502處接收輸入信號(hào)并且將輸出信號(hào)發(fā)送到指示電路508。為了執(zhí)行比較邏輯運(yùn)算，處理器(或CPU) 602包括具有比較器612的邏輯運(yùn)算單元(未示出)，邏輯運(yùn)算單元具有比較器612，該比較器可執(zhí)行輸入613和615這兩個(gè)來源的比較操作以在輸出617上產(chǎn)生比較結(jié)果。處理器(或CPU)602可基于輸出617上的比較結(jié)果確定后續(xù)操作。更具體地，基于該比較結(jié)果，處理器(或CPU)602可產(chǎn)生所期望的狀態(tài)控制信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)(或觸發(fā)脈沖)并且將它們發(fā)送到連接505.1,505.2、507.1 和 507.2 上。
[0060]圖9A描述了在校準(zhǔn)(或模擬)程序中，感測裝置104響應(yīng)空隙183中沿Bx和By維度對(duì)如圖7A或圖7B中所示的磁通密度和/或磁場分布而產(chǎn)生的符合兩條函數(shù)線(740，706)的輸出。
[0061]具體地說，當(dāng)磁鐵裝置102繞轉(zhuǎn)軸108的軸(或軸心)112持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感測裝置104對(duì)由磁鐵裝置102產(chǎn)生的分別沿Bx和By維度的磁通密度變化和/或磁場變化產(chǎn)生響應(yīng)，并且根據(jù)沿Bx和By維度的磁通密度變化和/或磁場變化，產(chǎn)生符合余弦形函數(shù)線704和正弦形曲函數(shù)線706的電信號(hào)(或輸出電壓)。當(dāng)磁鐵裝置102繞軸112持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果感測裝置104的輸出(連接109處)被輸送到示波器，那么，這兩條函數(shù)線704和706可從示波器中觀察到。在如圖9A中所示的坐標(biāo)系中，X坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)軸108的旋轉(zhuǎn)角的變化，而Y坐標(biāo)表示余弦形函數(shù)線704和正弦形函數(shù)線706上的電壓變化。作為一個(gè)實(shí)施例，感測裝置104可通過使用商業(yè)可獲得的3D霍爾感應(yīng)裝置來實(shí)現(xiàn)，但僅僅使用其在兩維(即，X和Y維度)上的處理能力。這種使用市場上現(xiàn)成電路做法節(jié)省了電路設(shè)計(jì)成本并且降低了電路設(shè)計(jì)時(shí)間。
[0062]圖9B描述了在校準(zhǔn)(或模擬)程序中產(chǎn)生的符合線性函數(shù)722.1的電壓輸出，該校準(zhǔn)(或模擬)程序在安裝或?qū)嵉厥褂梦恢酶袦y系統(tǒng)100之前進(jìn)行。在執(zhí)行校準(zhǔn)(或模擬)程序時(shí)，處理裝置(如包括處理單元504的處理線路106)處理符合余弦形函數(shù)線704和正弦形函數(shù)線706 (圖9A中所示)的兩組模擬電子信號(hào)以產(chǎn)生符合線性函數(shù)線722.1的電壓輸出。應(yīng)當(dāng)理解的是圖9B中所示的電壓變化是與沿X和Y維的磁通密度變化Bx和By成比例的輸出/電子信號(hào)。在如圖9B中所示的線性函數(shù)線722.1的坐標(biāo)系中，X坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)軸108上的旋轉(zhuǎn)角的變化，Y坐標(biāo)表示線性函數(shù)線722.1上的電壓(或頻率)變化。
[0063]具體地，在處理線路106中，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換線路502從感測裝置104接收兩組模擬電子信號(hào)(符合余弦形函數(shù)線704和正弦形函數(shù)線706)，將它們轉(zhuǎn)換成兩組數(shù)字電子信號(hào)，并且將這兩組數(shù)字化的電子信號(hào)輸送到處理單元504 (通過處理單元504中的輸入/輸出線路608)。在接收兩組數(shù)字化的電子信號(hào)之后，處理單元504中的處理器(CPU) 602將它們儲(chǔ)存到存儲(chǔ)裝置606中，然后將這兩組數(shù)字化的電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合如圖7B中所示的線性函數(shù)線722.1的一組電子信號(hào)。處理單元504中的處理器(CPU)602通過使用如下一套數(shù)學(xué)公式對(duì)這兩組數(shù)字化的電子信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換:
[0064](I)輸出電壓.I (V.)=角度的函數(shù)=m x(角度)+b=m χ Θ +b
[0065](2) tan ( θ ) =sin ( θ ) / cos ( θ ) =Bx / By
[0066](3) θ =arctan ( θ ) =arc (sin ( θ ) / cos ( θ )) =arc (Bx / By)
[0067](4)輸出電壓.！(V.J =m x arc ((sin ( Θ ) / cos ( Θ )) +b=m x arc (Bx / By) +b
[0068](5)輸出電壓.2 (V.2) =m x arc (k x (sin ( Θ ) / cos ( Θ )) +b=m x arc (k x (Bx /By))+b
[0069]在上述五個(gè)數(shù)學(xué)公式所反映的步驟中，m，b和k是三個(gè)校準(zhǔn)/模擬的線性函數(shù)的常數(shù)，其中m表示線性函數(shù)的斜率，b限定與所測量的角度有關(guān)的輸出的起始點(diǎn)；而為了使函數(shù)線722.1的線性精確地反映在操作條件變化時(shí)的角度位置范圍，k是用來調(diào)節(jié)/補(bǔ)償函數(shù)線722.1的常數(shù)；sin ( Θ )和C0s ( Θ )分別表示圖9A中所示的函數(shù)線706和704 ;等式
(4)表示由圖9B中的函數(shù)線722.1所示的電壓輸出；而等式(5)表示使用常數(shù)k調(diào)節(jié)/補(bǔ)償?shù)碾妷狠敵?。?dāng)k=l時(shí)，公式(4)等于公式(5)。響應(yīng)操作條件的變化，通過設(shè)置不同的常數(shù)k，函數(shù)線722.1上的兩個(gè)參考電壓被調(diào)節(jié)/補(bǔ)償以便兩狀態(tài)信號(hào)的寬度和偏移(或位置偏移)可以被調(diào)節(jié)/補(bǔ)償。
[0070]為了將線性函數(shù)輸出轉(zhuǎn)換成二狀態(tài)輸出，在校準(zhǔn)(或模擬)程序中，處理器(CPU) 602在線性函數(shù)線722.1的電壓輸出上確認(rèn)兩個(gè)參考電壓點(diǎn)(或兩個(gè)參考或數(shù)值)Vn和Vf2。具體地，如圖9B中所示，兩個(gè)參考電壓Vfl和Vf2的確認(rèn)分別與對(duì)應(yīng)虛線115 (-LI)和117(+L1)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角位置有關(guān)。為了保持輸出電壓在虛線115和117與虛線113對(duì)應(yīng)的中心旋轉(zhuǎn)角對(duì)稱，處理器(CPU) 602可首先確認(rèn)與轉(zhuǎn)軸108上的中心虛線113有關(guān)的中心參考電壓V。。然后,處理器(CPU) 602根據(jù)中心參考電壓V。確認(rèn)關(guān)于中心參考電壓V。對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)參考電壓Vfl和Vf2。
[0071]圖9C描述了基于校準(zhǔn)(或模擬)程序中的線性函數(shù)線722.1形成具有第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓Vk)和第二信號(hào)狀態(tài)(低電SVffi)的兩狀態(tài)信號(hào)107的方案。如圖9C中所示，通過將等于或在兩個(gè)參考電壓點(diǎn)(或電壓)之間的線性函數(shù)線722.1上的所有電壓點(diǎn)(或電壓)匹配(或指定)為第一兩狀態(tài)信號(hào)(高電SVs),并且通過將小于第一參考電壓Vfl或大于第二參考電壓Vf2的線性函數(shù)線722.1上的所有電壓點(diǎn)匹配(或指定)為第二兩狀態(tài)信號(hào)(低電SVffi)從而形成兩狀態(tài)信號(hào)107。當(dāng)校準(zhǔn)(或模擬)的輸出被送到示波器時(shí)，如圖9B-C所示的電子信號(hào)還可以從示波器中觀察到。
[0072]應(yīng)該說明的是，雖然在圖9A-9B圖示地校準(zhǔn)(或模擬)程序中，感測裝置104響應(yīng)空隙183中沿Bx和By維度對(duì)如圖7A中所示的磁通密度和/或磁場分布而產(chǎn)生的符合兩條函數(shù)線(740，706)的輸出，從而產(chǎn)生的符合線性函數(shù)722.1的電壓輸出，進(jìn)一步產(chǎn)生空檔位置兩狀態(tài)信號(hào)107 ;對(duì)如圖7B中所示的磁通密度和/或磁場分布，本領(lǐng)域的人同樣能用圖9A-9B校準(zhǔn)(或模擬)程序，產(chǎn)生的符合另外的Sin和Cos兩條函數(shù)線的輸出，從而產(chǎn)生產(chǎn)生的符合另一線性函數(shù)722.2(見圖10)的電壓輸出，產(chǎn)生倒檔位置兩狀態(tài)信號(hào)。
[0073]圖10顯示出在校準(zhǔn)(或模擬)程序中產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)于圖7A和7B的兩個(gè)磁通密度變化/磁場變化分布，感測裝置104和處理線路106中處理單元504產(chǎn)生的兩個(gè)線性電壓輸出722.1和722.2。線性電壓輸出722.1是感測裝置104隨著響應(yīng)空隙183中沿Bx和By維度對(duì)如圖7A中所示的磁通密度和/或磁場分布而產(chǎn)生的線性電壓輸出；而線性電壓輸出722.2是感測裝置104隨著響應(yīng)空隙183中沿Bx和By維度對(duì)如圖7B中所示的磁通密度和/或磁場分布而產(chǎn)生的線性電壓輸出。
[0074]在圖10中，X坐標(biāo)表示感測裝置104的輸出信號(hào)，而Y坐標(biāo)表示轉(zhuǎn)軸108的最大圓周轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍(_Lm，+Lm)。在圖10中，在Y坐標(biāo)上將最大圓周轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍(_Lm，+Lm)分為40個(gè)單位，將空擋的中心位置設(shè)在Y坐標(biāo)的20單位上，將空擋位置的范圍設(shè)置在17和23單位之間，即虛線115與117位置之間。因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)是對(duì)稱的周期運(yùn)動(dòng)，所以其起始位置可設(shè)置在1、3、5的位置，即在O單位位置(或O單位位置附近)；在在40單位位置(或40單位位置附近，即虛線115位置)，是2、5、R檔的切入位置。從圖10中可看出，從O到25單位，兩個(gè)線性電壓輸出722.1和722.2相差不大，所以用該兩個(gè)線性電壓輸出來示出空擋位置范圍的信號(hào)所產(chǎn)生的位移精度在可以接受范圍之內(nèi)，不會(huì)影響排檔的操作；而從從25到40單位，兩個(gè)線性電壓輸出722.1和722.2相差逐漸增大，所以用該兩個(gè)線性電壓輸出，在虛線199處，可以區(qū)別轉(zhuǎn)軸108是切入2、4檔或是切入R檔。
[0075]從圖10中兩個(gè)線性電壓輸出信號(hào)722.1和722.2進(jìn)行比較后可看出，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108從I檔向2檔或從3檔向4檔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出曲線是722.1 ;而當(dāng)轉(zhuǎn)軸108從5檔向R檔轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出曲線是722.2。從圖10中可看出，在1、3、5檔位置，在曲線是722.1和722.2上的輸出兒乎一樣；而在R檔位置，722.2上R檔的輸出大于在2、4檔在722.1的輸出。
[0076]根據(jù)本發(fā)明，首先，在校準(zhǔn)(或模擬)程序中產(chǎn)生的兩個(gè)從圖10中所示的線性電壓輸出722.1和722.2 ;然后，從兩個(gè)線性電壓輸出722.1和722.2上取出六個(gè)參考電壓(或參考數(shù)值)。對(duì)于線性電壓輸出722.1，在和虛線117、115、199相交處，采出Vfl.p Vfl.2和Vfl.3三個(gè)參考電壓(或參考數(shù)值)；對(duì)于線性電壓輸出722.2，在和虛線117、115、199相交處，采出Vf2IVj^2和Vf2.3三個(gè)參考電壓(或參考數(shù)值)。該六個(gè)個(gè)參考電壓(或參考數(shù)值)存入存儲(chǔ)裝置606。
[0077]應(yīng)該理解的是，圖9A-9B和圖10中所示將Sin和Cos輸入轉(zhuǎn)換成電壓輸出的原理，同樣適用于將Sin和Cos輸入轉(zhuǎn)換成PWM，SENT輸出，從而用PWM或SENT的數(shù)值來決定空擋位置和倒檔位置的信號(hào)輸出。
[0078]在實(shí)際使用中，處理單元504用Vf2.jPVfl.2兩個(gè)參考電壓(或參考數(shù)值)來判斷轉(zhuǎn)軸108是否在空擋位置，用兩個(gè)參考電壓(或參考數(shù)值)來判斷轉(zhuǎn)軸108是否在2、4檔位置或R檔位置。具體地說，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108從1、2、3、4、5或R檔回到空擋位置范圍時(shí)，處理器602通過輸入/輸出線路608接收到一個(gè)信號(hào)，處理器602將該信號(hào)和存在存儲(chǔ)裝置606中的參考電壓(或參考數(shù)值)比較，判斷該信號(hào)的電壓值在、^和^"之間，處理單元504將第一控制信號(hào)狀態(tài)(高控制狀態(tài)信號(hào)或低控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.1上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.1上，這將指示電路508設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)Vis),以指示轉(zhuǎn)軸108在空檔位置上。當(dāng)轉(zhuǎn)軸108從空檔范圍檔轉(zhuǎn)切至Ij 1、2、3、4、5或R檔位置時(shí)，處理器602通過輸入/輸出線路608接收到一個(gè)信號(hào)，處理器602將該信號(hào)和存在存儲(chǔ)裝置606中的參考電壓比較，判斷該信號(hào)的電壓值小于Vf2.1并大于Vfl.2，處理單元504將第二控制信號(hào)狀態(tài)(低控制狀態(tài)信號(hào)或高控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vs)，以指示轉(zhuǎn)軸108不在空檔位置上。
[0079]在實(shí)際使用中，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108切入R或2 / 4檔時(shí)，處理器602通過輸入/輸出線路608接收到一個(gè)信號(hào)，處理器602將該信號(hào)和存在存儲(chǔ)裝置606中的參考電壓(或參考數(shù)值)比較，判斷該信號(hào)的電壓值在大于Vfl.2，進(jìn)而該信號(hào)和Vf2.3來比較，因?yàn)樵撔盘?hào)與Vf2.3相等(或與Vf2.3相差在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理單元504將第一控制信號(hào)狀態(tài)(高控制狀態(tài)信號(hào)或低控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)Vffi)，以指示轉(zhuǎn)軸108在倒檔位置上。如果該信號(hào)不等于Vf2.3相等(或與Vf2.3相差大于一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理器602將該信號(hào)和存在存儲(chǔ)裝置606中的參考電壓比較，判斷該信號(hào)與Vfl.3相等(或與Vf,3相差在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理單元504將第二控制信號(hào)狀態(tài)(低控制狀態(tài)信號(hào)或高控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vs)，以指示轉(zhuǎn)軸108不在倒檔位置上。
[0080]圖11描述了發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900，其中處理線路106(或處理線路106’)的兩狀態(tài)輸出111被用于控制汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)。在圖10中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900包括感測裝置104，處理線路106和ECU (發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)902。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900中，轉(zhuǎn)軸108被用作變速桿，并且轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(-LI，+LI)反映變速桿的空檔位置范圍。
[0081]如圖11中所示，E⑶(發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元)902從處理線路106接收連接111上的空檔位置兩狀態(tài)信號(hào)作為其輸入，并且從汽車的離合器傳感電路(未示出)接收輸入903。輸入903指示汽車的離合器是否被踩壓。當(dāng)E⑶902基于連接111上的空檔位置兩狀態(tài)信號(hào)探測到變速桿停留在空檔位置范圍有了一時(shí)間段時(shí)(例如5秒)，它關(guān)閉汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，以節(jié)省汽油。當(dāng)E⑶902基于連接903上的輸入探測到汽車的離合器正被踩壓，E⑶902基于連接111上的空檔位置兩狀態(tài)信號(hào)探來判斷測變速桿是否在空檔位置范圍內(nèi)。ECU902只在變速桿在空檔位置范圍內(nèi)時(shí)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。而倒檔位置兩狀態(tài)信號(hào)被送到控制電路，啟動(dòng)倒檔指示裝置，人(如倒檔指示燈或語音裝置)。
[0082]需要說明的是，作為另一實(shí)施例，處理線路106中的處理單元504可以對(duì)由感測裝置104所感測到轉(zhuǎn)軸108的位置信號(hào)不作處理，而將該位置信號(hào)直接輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900，并在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900內(nèi)設(shè)置一個(gè)處理單元1104，由處理單元1104處理。處理單元1104包括如圖8A所示的處理單元504和兩個(gè)指示電路508.1、508.2。處理單元1104輸入(即處理單元1104中的處理單元504)和處理線路106中的處理單元504輸出505相連接，接受如圖10所示的使用線性電壓輸出(722.1、722.2)以及參考電壓(或參考數(shù)值)Vfl.Vfl.2、Vfl.3> Vf2.1、Vf2.2和Vf2.3，并使用上述操作原理在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900內(nèi)來識(shí)別空檔位置和倒檔位置，并產(chǎn)生空檔位置和倒檔位置信號(hào)。因?yàn)樵谝话闱闆r下，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900內(nèi)總要設(shè)置一個(gè)處理單元，所以不會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900的成本。因?yàn)樘幚韱卧?104中的處理單元504和兩個(gè)指示電路508.1、508.2與處理線路106中的處理單元504和兩個(gè)指示電路508.1,508.2結(jié)構(gòu)和功能一樣，對(duì)于處理單元1104中的處理單元504和兩個(gè)指示電路508.K508.2的結(jié)構(gòu)、連接和功能不再重復(fù)敘述。
[0083]以下是感測空檔位置的操作:
[0084]在實(shí)地使用時(shí)，如圖8A中所示的數(shù)字處理線路106響應(yīng)轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)，使用以下步驟將指示電路508.1上的空檔位置信號(hào)設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于空擋位置)和第二信號(hào)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于非空擋位置)，如下:
[0085](K-1)在實(shí)地使用時(shí)，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在在整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的活動(dòng)范圍(-Lm, +Lm)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感裝置104基于圖7A或7B磁通密度和/或磁場分布所示，感應(yīng)到并產(chǎn)生具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)。
[0086](K-2)根據(jù)數(shù)學(xué)公式⑴-(5)，處理線路106中的處理器(CPU) 602將具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或一個(gè)數(shù)值)。該電壓信號(hào)(或數(shù)值)應(yīng)落在如圖10所示的模擬線性輸出722.1或722.2上。
[0087](K-3-1)處理線路106中的處理器(CPU)602將所得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)與存在存儲(chǔ)器606中的參考電壓(參考數(shù)值)進(jìn)行比較。當(dāng)處理器(CPU)602確定得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)在圖10的Vf2.dPVfl.2之間，處理單元504將第一控制信號(hào)狀態(tài)(高控制狀態(tài)信號(hào)或低控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.1上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.1上，這將指示電路508.1設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)Vis),以指示轉(zhuǎn)軸108在空檔位置上；當(dāng)處理器(CPU) 602確定得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)不在VfU和Vfl.2之間(即該信號(hào)的電壓值小于VfU并大于Vfl.2),處理單兀504將第二控制信號(hào)狀態(tài)(低控制狀態(tài)信號(hào)或高控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vk)，以指示轉(zhuǎn)軸108不在空檔位置上；或者
[0088](K-3-2)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900中的處理器(CPU) 602將所得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)與存在存儲(chǔ)器606中的參考電壓(參考數(shù)值)進(jìn)行比較。當(dāng)處理器(CPU)602確定得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)在Vf2.dPVfl.2之間，處理單元504將第一控制信號(hào)狀態(tài)(高控制狀態(tài)信號(hào)或低控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.1上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.1上，這將指示電路508.1設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)V
，以指示轉(zhuǎn)軸108在空檔位置上；當(dāng)處理器(CPU)602確定得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)不在Vf2.1和Vfl.2之間(即該信號(hào)的電壓值小于Vf2.1并大于Vfl.2)，處理單元504將第二控制信號(hào)狀態(tài)(低控制狀態(tài)信號(hào)或高控制狀態(tài)信號(hào))輸送到連接505.2上并且將觸發(fā)信號(hào)輸送到連接507.2上，這將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vs)，以指示轉(zhuǎn)軸108不在空檔位置上。
[0089]以下是感測倒檔位置的操作:
[0090]在實(shí)地使用時(shí)，如圖8A中所示的數(shù)字處理線路106響應(yīng)轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)，使用以下步驟將指示電路508.2上的倒檔位置信號(hào)設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于倒擋位置)和第二信號(hào)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于非倒擋位置)，第一種操作方案如下:
[0091](D-1-l-a)在實(shí)地使用時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在5、R工作位置時(shí)，并且向左轉(zhuǎn)動(dòng)，從5檔切入R檔時(shí)(參考圖5C)，傳感裝置104，基于圖7B磁通密度變化和/或磁場變分布所示，響應(yīng)由磁鐵裝置102產(chǎn)生的沿X維和/或Y維的磁通密度變化和/或磁場變化，產(chǎn)生具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)。
[0092](D-l-2-a)根據(jù)數(shù)學(xué)公式⑴-(5)，處理線路106中的處理器(CPU) 602將具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)。該電壓信號(hào)(或數(shù)值)應(yīng)落在如圖10所示的模擬線性輸出722.2上。
[0093](D-l-3-a)處理線路106中的處理器(CPU) 602將所得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)與存在存儲(chǔ)器604中的參考電壓(參考數(shù)值)進(jìn)行比較。當(dāng)處理器(CPU) 602確定得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)與Vf2.3相等(或與Vf2.d@差在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理器(CPU)602在連接505.2和507.2上分別產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)以將指示電路508.2設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vκ或低電壓狀態(tài)V)。
[0094](D-2-l-a)當(dāng)轉(zhuǎn)軸108當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在1、2或3、4工作位置時(shí)并向左轉(zhuǎn)動(dòng)，并從I /3檔切入2 / 4檔時(shí)，傳感裝置104，基于圖7A或7B磁通密度變化和/或磁場變分布所示，響應(yīng)由磁鐵裝置102產(chǎn)生的沿X維和/或Y維的磁通密度變化和/或磁場變化，產(chǎn)生具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)。
[0095](D-2-2-a)根據(jù)數(shù)學(xué)公式⑴-(5)，處理線路106中的處理器(CPU) 602將具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓信號(hào)(或一個(gè)數(shù)值)。該電壓信號(hào)(或數(shù)值)應(yīng)落在如圖10所示的線性輸出722.1上。
[0096](D-2-3-a)處理線路106中的處理器(CPU) 602將所得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)與存在存儲(chǔ)器604中的參考電壓(參考數(shù)值)進(jìn)行比較。當(dāng)處理器(CPU) 602確定得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)與Vfl.3相等(或與Vfl.3相差在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理器(CPU)602分別在連接505.2和507.2上產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)以將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vis或高電壓狀態(tài)Vs)。
[0097]在實(shí)地使用時(shí)，如圖8A中所示的數(shù)字處理線路106響應(yīng)轉(zhuǎn)軸108的轉(zhuǎn)動(dòng)，使用以下步驟將指示電路508.2上的倒檔位置信號(hào)設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于倒擋位置)和第二信號(hào)狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于非倒擋位置)，第二種操作方案如下:
[0098](D-1-l-b)在實(shí)地使用時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在5、R工作位置時(shí)，并且向左轉(zhuǎn)動(dòng)，從5檔切入R檔時(shí)(參考圖5C)，傳感裝置104，基于圖7B磁通密度變化和/或磁場變分布所示，響應(yīng)由磁鐵裝置102產(chǎn)生的沿X維和/或Y維的磁通密度變化和/或磁場變化，產(chǎn)生具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)。
[0099](D-l-2-b)根據(jù)數(shù)學(xué)公式⑴-(5)，處理線路106中的處理器(CPU) 602將具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)。該電壓信號(hào)(或數(shù)值)應(yīng)落在如圖10所示的模擬線性輸出722.2上。
[0100](D-l-3-b)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900中的處理器(CPU) 602將所得到的電壓信號(hào)(輸出信號(hào)或數(shù)值)與存在存儲(chǔ)器604中的參考電壓(參考數(shù)值)進(jìn)行比較。當(dāng)處理器(CPU)602確定得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)與Vf2.3相等(或與Vf2.3相差在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理器(CPU) 602在連接505.2和507.2上分別產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)以將指示電路
508.2設(shè)置成第一信號(hào)狀態(tài)(高電壓狀態(tài)Vs或低電壓狀態(tài)Vffi)。
[0101](D-2-l-b)當(dāng)轉(zhuǎn)軸108當(dāng)轉(zhuǎn)軸108在1、2或3、4工作位置時(shí)并向左轉(zhuǎn)動(dòng)，并從I /3檔切入2 / 4檔時(shí)，傳感裝置104，基于圖7A或7B磁通密度變化和/或磁場變分布所示，響應(yīng)由磁鐵裝置102產(chǎn)生的沿X維和/或Y維的磁通密度變化和/或磁場變化，產(chǎn)生具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)。
[0102](D-2-2-b)根據(jù)數(shù)學(xué)公式(1)-(5)，處理線路106中的處理器(CPU) 602將具有Sin和Cos形狀的兩個(gè)電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電壓信號(hào)(或一個(gè)數(shù)值)。該電壓信號(hào)(或數(shù)值)應(yīng)落在如圖10所示的線性輸出722.1上。
[0103](D-2-3-b)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900中的的處理器(CPU) 602將所得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)與存在存儲(chǔ)器604中的參考電壓(參考數(shù)值)進(jìn)行比較。當(dāng)處理器(CPU) 602確定得到的電壓信號(hào)(或數(shù)值)與Vfl.3相等(或與Vdl.d@差在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi))，處理器(CPU)602分別在連接505.2和507.2上產(chǎn)生相應(yīng)的狀態(tài)控制信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)以將指示電路508.2設(shè)置成第二信號(hào)狀態(tài)(低電壓狀態(tài)Vffi或高電壓狀態(tài)Vk)。
[0104]執(zhí)行以上步驟的程序、指令集、或數(shù)據(jù)可以被儲(chǔ)存在處理線路106中或發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)900中的存儲(chǔ)裝置606中，并能夠被處理器(CPU) 602執(zhí)行或調(diào)用。
[0105]對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可以對(duì)本文所描述的實(shí)施例進(jìn)行各種改變和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，這是顯然的。因此，本說明書意圖覆蓋各種改變和變型，如果這樣的改變和變型在隨附的權(quán)利要求和其等同物的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于感測轉(zhuǎn)軸(108)的空擋位置和倒檔位置的傳感裝置，所述轉(zhuǎn)軸(108)能作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)，所述轉(zhuǎn)軸(108)上沿軸向固定設(shè)置有磁鐵(102)和鐵磁塊(113)，其特征在于所述傳感裝置(104，106)包括: 設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上方的感測元件(104)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔或非倒擋位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸(108)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感測元件(104)產(chǎn)生第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào)； 處理電路(106),對(duì)應(yīng)于第一種感應(yīng)電信號(hào)和第二種感應(yīng)電信號(hào)，所述處理電路(106)產(chǎn)生第一種電壓信號(hào)或第二種電壓信號(hào)； 指示電路(508)，對(duì)應(yīng)于第一種電壓信號(hào)和第二種電壓信號(hào)，所述指示電路(508)產(chǎn)生空擋位置信號(hào)和倒檔位置信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其特征在于: 所述傳感裝置具有一套感測元件(104)和一套處理電路(106)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其特征在于: 所述第一種感應(yīng)電信號(hào)和第二種感應(yīng)電信號(hào)是符合線性函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感裝置，其特征在于: 所述第一種感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)軸(108)在倒檔位置； 所述第二種感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)軸(108)在非倒檔位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其特征在于還包括磁鐵(102): 所述磁鐵(102)上設(shè)有鐵磁塊(113)，所述磁鐵(102)和鐵磁塊(113)能隨著轉(zhuǎn)軸(108)的轉(zhuǎn)動(dòng)而共同繞其轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述磁鐵(102)和鐵磁塊(113)能隨著轉(zhuǎn)軸(108)的直線移動(dòng)而隨其直線移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感裝置，其特征在于: 所述磁鐵(102)的長度大于所述鐵磁塊(113)的長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感裝置，其特征在于: 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)處于在轉(zhuǎn)軸(108)軸向上相同的位置，從而感測到所述磁鐵(102)所提供的第一磁通密度分布； 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于非倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)處于在轉(zhuǎn)軸(108)軸向上錯(cuò)開的位置，從而所述霍爾感測元件(104)感測到所述磁鐵(102)所提供的第二磁通密度分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感裝置，其特征在于: 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)在轉(zhuǎn)軸(108)的徑向?qū)R，從而感測到所述磁鐵(102)所提供的第一磁通密度分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感裝置，其特征在于: 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于非倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)在轉(zhuǎn)軸(108)的徑向錯(cuò)開，從而所述霍爾感測元件(104)感測到所述磁鐵(102)所提供的第二磁通密度分布。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感裝置，其特征在于: 所述感測元件(104)為霍爾元件。
11.一種用于感測轉(zhuǎn)軸(108)的空擋位置和倒檔位置的感測系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)軸(108)能作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)，其特征在于所述感測系統(tǒng)包括: 固定設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上的磁鐵(102)和鐵磁塊(113)，所述鐵磁塊(113)設(shè)置在所述磁鐵(102)的一端；和 分離地設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上方的感測元件(104)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔或非倒擋位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸(108)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感測元件(104)產(chǎn)生第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感測系統(tǒng)，其特征在于所述感測元件(104)包括； 處理電路(106)，對(duì)應(yīng)于所述感測元件(104)產(chǎn)生的第一種感應(yīng)電信號(hào)和第二種感應(yīng)電信號(hào)，所述處理電路(106)產(chǎn)生第一種電壓信號(hào)或第二種電壓信號(hào)； 指示電路(508)，對(duì)應(yīng)于第一種電壓信號(hào)和第二種電壓信號(hào)，所述指示電路(508)產(chǎn)生空擋位置信號(hào)和倒檔位置信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 所述傳感裝置具有一套感測元件(104)和一套處理電路(106)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 所述第一種感應(yīng)電信號(hào)和第二種感應(yīng)電信號(hào)是符合線性函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 所述第一種感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)軸(108)在倒檔位置； 所述第二種感應(yīng)電信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)軸(108)在非倒檔位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求16所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 所述磁鐵(102)的長度大于所述鐵磁塊(113)的長度。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)在轉(zhuǎn)軸(108)的徑向?qū)R，從而感測到所述磁鐵(102)所提供的第一磁通密度分布； 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于非倒檔位置時(shí)，所述霍爾感測元件(104)和鐵磁塊(113)處于在轉(zhuǎn)軸(108)軸向上錯(cuò)開的位置，從而所述霍爾感測元件(104)感測到所述磁鐵(102)所提供的第二磁通密度分布。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)在轉(zhuǎn)軸(108)的徑向?qū)R，從而感測到所述磁鐵(102)所提供的第一磁通密度分布。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于非倒檔位置時(shí)，所述感測元件(104)和鐵磁塊(113)在轉(zhuǎn)軸(108)的徑向錯(cuò)開，從而所述霍爾感測元件(104)感測到所述磁鐵(102)所提供的第二磁通密度分布。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感測系統(tǒng)，其特征在于: 所述感測元件(104)為霍爾元件。
21.一種使用傳感裝置感測原件測試轉(zhuǎn)軸(108)空擋位置和倒檔位置方法，所述轉(zhuǎn)軸(108)能作轉(zhuǎn)動(dòng)或直線移動(dòng)，所述轉(zhuǎn)軸(108)上沿軸向固定設(shè)置有磁鐵(102)和鐵磁塊(113)，其特征在于所述方法包括: 提供設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(108)上方的感測元件(104)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于倒檔或非倒擋位置時(shí)，隨著轉(zhuǎn)軸(108)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述感測元件(104)產(chǎn)生第一種感應(yīng)電信號(hào)，并在當(dāng)轉(zhuǎn)軸(108)處于空檔或非空擋位置時(shí)產(chǎn)生或第二種感應(yīng)電信號(hào)； 使用第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào)，來產(chǎn)生空擋位置信號(hào)； 比較第一種感應(yīng)電信號(hào)或第二種感應(yīng)電信號(hào)來產(chǎn)生倒檔位置信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01B7/30GK104515461SQ201310451414
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】何塞德·奧利弗·薩爾瓦多, 薛啟鑫, 張冠星 申請人:泰科電子(上海)有限公司, 泰科電子安普有限公司