[发明专利]磁性线性位置传感器

说明书

技术领域

本发明涉及磁性传感器。更具体地，本发明涉及磁性线性位置传感器。

背景技术

本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并可能构成或可能不构成现有技术。

通常在机动车中采用了许多类型的传感器。例如，在许多机动车变速器中，离合器位置传感器被用于通过读取来自活塞磁体的高斯场来确定离合器位置。另外，叉形位置传感器读取从叉形磁体辐射的高斯场以确定离合器的挡位状态。不过，与叉形位置传感器相关的磁体通常干涉由离合器位置传感器读取的信号。为了减少这种干涉，已经采用了用于叉形磁体的护板，但是这些护板已经被证明不是非常有效。在其它的布置中，离合器位置传感器的磁体的尺寸已经被增加，或者叉形磁体和离合器位置传感器磁体之间的距离已经被增加。不过，这些布置又引入了显著的重新设计和封装问题。

因此，本领域中需要一种最优化的磁性线性位置传感器，其具有最小的磁量，以产生对周围环境的最小的磁性干涉。

发明内容

磁性线性位置传感器包括N个磁体的阵列。该磁体阵列被沿着直线分布，从而形成沿着该条直线的磁场中继设备，该磁体阵列包括第一组N1个磁体和第二组N2个磁体，其中N＝N1＋N2。第一组N1个磁体被定位在磁体阵列的中心的一侧，而第二组N2个磁体被定位在磁体阵列的中心的另一侧。磁体的尺寸从磁体阵列的两侧朝着磁体阵列的中心递减。磁性线性位置传感器还包括与磁体阵列间隔开并定位在其上的磁场传感器。磁场传感器在磁体阵列之上来回移动以感测磁体阵列的磁场。

磁性线性位置传感器的各种实施例可包括下面益处中的一个或多个。该传感器的最优化可最小化磁量。该传感器产生了对周围环境的最小的磁性干涉。该传感器的性能具有非常高的线性性和非常长的感测距离。

可从本文提供的描述易于理解其它的特征、优点、和应用领域。应当理解的是，描述和具体的示例都是仅用于说明目的而不是用于限制本发明的范围。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种磁性线性位置传感器，其包括：

N个磁体的阵列，所述磁体沿着直线分布以形成沿着该直线的磁场中继设备，所述磁体阵列包括第一组N1个磁体和第二组N2个磁体，其中N＝N1＋N2，第一组N1个磁体被定位在磁体阵列的中心的一侧，而第二组N2个磁体被定位在磁体阵列的中心的另一侧，磁体的尺寸从磁体阵列的两侧朝着磁体阵列的中心递减；以及

磁场传感器，其与磁体阵列间隔开并定位在其上方，

其中，磁场传感器在磁体阵列之上来回移动以感测磁体阵列的磁场。

方案2. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，所述磁场传感器是霍尔元件。

方案3. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，每个磁体的尺寸由相应的宽度、长度和高度定义。

方案4. 如方案3所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，磁体的长度从阵列的两侧朝着阵列的中心递减。

方案5. 如方案3所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，磁体的宽度从阵列的两侧朝着阵列的中心递减。

方案6. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，N1＝N2且N是偶数。

方案7. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，N是奇数。

方案8. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，N≥3。

方案9. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，N＝6。

方案10. 如方案1所述的磁性线性位置传感器，其特征在于，磁性线性位置传感器是机动车变速器中的叉形位置传感器。

方案11. 一种最优化磁性线性位置传感器的方法，所述方法包括：

设置N个磁体阵列的初始值，初始值包括每个磁体的长度、宽度、高度和位置，N个磁体阵列被沿着直线分布以形成沿着该直线的磁场中继设备，磁体阵列包括第一组N1个磁体和第二组N2个磁体，其中N＝N1＋N2，第一组N1个磁体被定位在磁体阵列的中心的一侧，而第二组N2个磁体被定位在磁体阵列中心的另一侧；

模拟磁性线性位置传感器的性能，模拟包括磁场传感器被定位在磁体阵列上方并与之间隔开，磁场传感器被定位在磁体阵列上方并与之间隔开，磁场传感器在磁体阵列上方来回移动以感测磁体阵列的磁场；

比较磁性线性位置传感器的性能模拟与传感器设计目标；