[发明专利]非接触式数字信号档位传感器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆用传感器及其使用方法，具体涉及一种车辆用档位传感器及其使用方法。

背景技术

目前，用于档位测量的非接触式传感器以线性角度位置磁传感器为主，需要通过磁路设计将旋转角度转换为线性输出，并通过实际角度位置进行档位判断。在这种方案中磁路的设计及加工将对其线性度及输出信号的精度产生很大的影响；另一方面磁铁受温度的影响很大，由于不同的使用环境，传感器可能工作在各种高低温条件下，温度的变化会影响磁铁产生的场强。磁铁随温度的变化将直接反应到传感器输出上，必须通过各种方法加以补偿，并在生产过程中对各种相关材料与工艺加以严格的控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非接触式的档位传感器，在实现简单工艺的同时避免温度等因素的影响，以得到更好的精度。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种非接触式数字信号档位传感器，包括磁性编码盘和磁感应元件，磁性编码盘和磁感应元件之间相对旋转，即其中一个旋转时另一个固定；所述磁性编码盘为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，所述磁性编码盘上包括一个以上S极性磁区和一个以上N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号；所述磁感应元件包括两个以上成一定角度的开关磁传感元件，用于探测测量点处的磁场极性并转换为数字信号输出；所述每个开关磁传感元件同一时间只探测一个极性磁区。

因为本发明用数字信号的传感器来替代模拟信号的线性传感器。以多极充磁的磁铁作为编码盘，只需要对于充磁边界进行控制，其设计及加工难度都要比磁路低得多。另一方面，磁铁随温度的变化不会直接反映到传感器的输出上，其受温度的影响远小于线性角度位置传感器。

上述非接触式数字信号档位传感器的使用方法，所述N极对应输出数字信号为1或0、S极对应输出数字信号为0或1，N极与S极对应输出的信号不同，以形成二进制编码；所述两个或两个以上成一定角度的开关磁传感元件探测在各自所在位置的磁性编码盘上的S极性磁区和N极性磁区的极性并形成一组编码；相邻两组编码只有一个不同的编码作为传感器的输出信号，对应于传感器测量的档位。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的非接触式数字信号档位传感器，包括磁性编码盘1和磁感应元件2，磁性编码盘1顺时针旋转，其对应的2位灰码为01，11，10，00。磁感应元件2包括成180度角相对布置的两个开关磁传感元件，磁感应元件2固定在不随目标旋转的电路板或插片上。本实施例中为磁性编码盘1旋转而磁感应元件2固定，当然根据本领域的一般常识也可以磁感应元件2旋转而磁性编码盘1固定，两者只要产生相对旋转的运动即可。同样旋转也可以是顺时针或逆时针的，这都不会影响本发明的实现，同样也属于本发明的保护范围。同样所述传感器的数目和放置角度也可以根据不同的应用场合有所不同。因为本发明用数字信号的传感器来替代模拟信号的线性传感器。以多极充磁的磁铁作为编码盘，只需要对于充磁边界进行控制，其设计及加工难度都要比磁路低得多。另一方面，磁铁随温度的变化不会直接反映到传感器的输出上，其受温度的影响远小于线性角度位置传感器。

磁性编码盘1为面向多极充磁的环形或圆形磁铁，磁性编码盘1上包括8个S极性磁区或N极性磁区，用于产生一定编码的磁场信号。N极对应输出数字信号为1，S极对应输出数字信号为0，左侧传感元件A与右侧传感元件B的在目前所在位置的编码AB为01。磁性编码盘1顺时针旋转，其对应的2位灰码为01，11，10，00。编码盘编码的特征在于采用灰码——即相邻两组编码只有一个比特不同的编码作为传感器的输出信号，其中每组编码对应于传感器测量的一个档位。如图1所示测量装置可以作为4档位的测量，4个档位分别对应01，11，10及00。本发明的创新点在于用数字信号代替模拟信号实现档位的测量，具体编码盘上极性磁区的数目及布置方式、传感器的数目及布置方式随具体应用场合的不同可以有所不同，理论上讲，通过增加极性磁区的数目和传感器的数目，可以实现无穷多组编码。具体使用时应用本发明的编码方法构成的数字式档位传感器都应当认为落入本发明的保护范围。此时，磁感应传感器数量至少为log2(档位数量)，极性磁区的数量至少为磁感应传感器数量×档位数量。