傳感器裝置、用于位置檢測的方法和用于傳感器裝置的磁元件制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種傳感器裝置(100)，其帶有至少一個傳感器元件(120)，尤其是霍爾傳感器元件，和至少一個能相對于該感器元件(120)運動的磁元件(110)，該磁元件具有兩個以上的不同地磁化的區域(310)。在此，傳感器元件(120)構造用于輸出傳感器信號(350)，該傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感器信號值中的一個來表現出關于磁元件(110)處于傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域的磁化的狀態。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】傳感器裝置、用于位置檢測的方法和用于傳感器裝置的磁元件
本專利技術涉及一種傳感器裝置，一種用于檢測磁元件相對于傳感器元件的位置的方法和一種用于根據主權利要求的這種的傳感器裝置的磁元件。
技術介紹
當前，在一些針對選擋開關的應用中使用了磁板，該磁板通過選擇桿進行運動，并且它的位置通過霍爾傳感器進行檢測，如例如在圖1中以切換桿傳感器系統100為例所示，為了對切換桿位置進行評估，切換桿傳感器系統具有磁板110，該磁板的有磁性的區域由多個尤其是設計為霍爾傳感器的傳感器120讀取。在此，霍爾傳感器120和接在其后方的評估邏輯電路將磁場的其中一個方向識別為“1”，而將另一個方向識別為“0”，因此，每個傳感器都可以輸出兩個值(也就是說作為二進制傳感器工作)，并且這兩個值“O”和“I”在編碼理論中被稱為字母表(Alphabet)。對現有的產品，如例如對在圖1中以總覽圖和細節圖體現的布置的示例性地分析指出，現在可以利用四個傳感器表示24 = 16種不同的作為4位元(bit)字的狀態。但是，為了表示不同的切換桿位置，只需要6個代碼字(即:P R ND+- ；P =停車，R =倒檔，N =空檔位置，D =前進=切換桿的行車位置，+ =用于引起向高檔切換的切換位置，_=用于引起向低檔切換的切換位置)，因此，理論上在這里用三個傳感器也就足夠了。為了識別單個的位元錯差，需要這些代碼字的具體的特性，這些特性尤其是可以經由漢明(Hamming)距離測量。如果例如需要最小的漢明距離是二，那么每個用于輸出的代碼字就應當以至少兩個字符同其他有效的代碼字區分開來。如果運用到圖1的示例中，那就可以要求最小的漢明距離是三。然而，在16種可能的代碼字的情況下，找到滿足這個條件的代碼字分別不能超過兩個。但是，因為為了對P、R、N、D、+、_進行輸出需要六個代碼字，所以示出的傳感器組無法輸出具有漢明距離> 3的選擋。如果要求降低到最小漢明距離為2，就能夠將多達八種不同的代碼字進行組合。圖2中的表格示出了兩種可能的解決方案A或B，在其中，每個代碼字相對于其他代碼字的每一個在它的(代碼)模式I至8中至少具有為二的漢明距離。EP I 003 186 Al公開了一種方法、一種選擇開關和一種選擇機構以用于對選擇開關所處的位置進行可靠地識別。
技術實現思路
在此背景下，本專利技術提供了一種改進的傳感器裝置、一種改進的用于檢測磁元件相對于傳感器元件的位置的方法和一種改進的用于根據主權利要求的傳感器裝置的磁元件。有利的設計方案由從屬權利要求和接下來的說明中得出。本專利技術提供了一種傳感器裝置，其帶有至少一個傳感器元件，尤其是霍爾傳感器元件和至少一個能相對于傳感器元件運動的磁元件，該磁元件具有兩個以上的不同地磁化的區域，其特征在于，所述傳感器元件構造用于輸出傳感器信號，該傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感器信號值中的一個來表現出關于磁元件處于傳感器元件測量范圍內的區域的磁化的狀態。此外，本專利技術還提供了一種用于檢測磁元件相對于傳感器元件的位置的方法，其中，該方法應用了前述的傳感器裝置，其特征具有如下步驟:-輸出傳感器信號，該傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感器信號值中的一個來表現出關于磁元件處于傳感器元件測量范圍內的區域的磁化的狀態。此外，本專利技術還提供了 一種用于傳感器裝置的磁元件，其中，該磁元件包括兩個以上的磁化的區域和至少一個鄰接于至少兩個磁化的區域的未磁化的和/或抗磁的區域。優選地，未磁化的區域和/或抗磁的區域更優選地至少鄰接于兩個相同的磁化的區域之間和/或兩個不同地磁化的區域之間地布置。傳感器元件尤其可以理解為構造用于檢測磁性大小的傳感器。例如該傳感器元件可以是霍爾傳感器。磁元件可以理解為具有不同地磁化的區域的元件。例如，該磁元件可以是盤體，在該盤體的主體中包含有不同地磁化的區域。備選地，磁元件也可以具有板式載體，在其上緊固有單個的磁體。但是，磁元件應當相對于傳感器元件運動，以便能夠檢測到磁元件(其例如與車輛變速器的切換桿連接)相對于傳感器元件的位置變化。傳感器信號可以理解為傳感器元件的輸出信號，該輸出信號具有關于磁元件處于傳感器元件測量范圍內的區域的磁化的狀態的信息。就關于磁化的狀態而言可以理解為磁元件的位于傳感器元件的測量范圍內的區域存在有磁化(尤其是存在有磁場的定向)或者不存在磁化。預先限定的傳感器信號值可以理解為預先限定數量的傳感器信號值中的一個值。尤其地，這些傳感器信號值可以設定至少三個離散的值，該離散的值例如表現出在磁元件的在傳感器元件的測量范圍內的區域內，在第一方向上、在不同于第一方向的第二方向上存在有磁場或者不存在有磁場。本專利技術基于以下認識，即，通過應用具有選自至少三個傳感器信號值的信號值的傳感器信號能夠非常精準地表明關于磁元件處于傳感器元件測量范圍內的區域的磁化的狀態。尤其是據此能夠利用單個的傳感器給出關于磁元件在傳感器元件的測量范圍內的具體狀態的詳細的結論。相對于現有技術中的應用具有二進制的傳感器信號值的傳感器的解決方案，能夠有利地通過添加另一尤其是表現出磁元件在傳感器的測量范圍內存在或不存在磁化的傳感器信號，在僅較少的附加成本的情況下實現對測量準確性的提高。附加地，還可以改進對這類傳感器信號的評估，這是因為相比應用具有二進制的輸出值的傳感器的情況，例如在將多個這種傳感器裝置的傳感器信號組合成傳感器信號字的情況下，在單個傳感器信號字之間能夠實現更大的漢明距離。本專利技術的如下實施方式是特別有利的，在該實施方式中，傳感器元件構造用于當在關于磁元件處于傳感器元件前方的區域的磁化的狀態下沒有磁通量作用于傳感器元件時，提供預先限定的傳感器信號值作為傳感器信號。本專利技術的這類實施方式具有在傳感器信號中提供附加信息的優點，該附加信息表明磁元件在傳感器元件的測量范圍內不存在磁化。相對于那些無法檢測具有錯誤的磁化的狀態的傳統方案，以這種方式能夠檢測出關于磁元件在傳感器元件測量范圍內的磁化的狀態的詳細信息。根據本專利技術的另一種實施方式，傳感器元件也可以構造用于提供具有如下傳感器信號值的傳感器信號，從該傳感器信號值中能夠識別出磁元件的處于傳感器元件的測量范圍內的區域上的磁場定向，但是無法識別出磁元件的處于傳感器元件的測量范圍內的區域上的磁場強度。本專利技術的這類實施方式的優點在于，僅將檢測到的磁場的符號認為是有關的，由此減少了可能的傳感器信號值的數量，從而簡化了對這些傳感器信號的處理工作。為了獲得關于磁元件相對于傳感器元件的相對位置的盡可能具有說服力的信息，傳感器裝置可以具有至少一個另一傳感器元件，尤其是另一霍爾傳感器，其中，該另一傳感器元件構造用于輸出另一傳感器信號，該另一傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感器信號值中的一個來表現出關于磁元件處于傳感器元件測量范圍內的區域的磁化的狀態。以這種方式能夠從傳感器信號和另一傳感器信號的信號值中查出傳感器信號代碼字，相比單獨地包含在單個的傳感器元件的傳感器信號值中的信息，該傳感器信號代碼字提供了關于磁元件相對于傳感器元件的相對位置的更為可靠地結論。此外，本專利技術的另一種實施方式也是特別有利的，在該另一種實施方式中，設置了信號輸出單元，其構造用于將傳感器元件的傳感器信號的傳感器信號值至少與至少一個另一傳感器兀件的另本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種傳感器裝置(100)，其帶有至少一個傳感器元件(120)，尤其是霍爾傳感器元件，和至少一個能相對于所述傳感器元件(120)運動的磁元件(110)，所述磁元件具有兩個以上的不同地磁化的區域(310)，其特征在于，所述傳感器元件(120)構造用于輸出傳感器信號(350)，所述傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感器信號值中的一個來表現出關于所述磁元件(110)處于所述傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域的磁化的狀態。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.12.13 DE 102011088365.71.一種傳感器裝置(100)，其帶有至少一個傳感器元件(120)，尤其是霍爾傳感器元件，和至少一個能相對于所述傳感器元件(120)運動的磁元件(110)，所述磁元件具有兩個以上的不同地磁化的區域(310)，其特征在于，所述傳感器元件(120)構造用于輸出傳感器信號(350)，所述傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感器信號值中的一個來表現出關于所述磁元件(110)處于所述傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域的磁化的狀態。2.根據權利要求1所述的傳感器裝置(100)，其特征在于，所述傳感器元件(120)構造用于當在關于所述磁元件(110)處于所述傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域的磁化的狀態下沒有磁通量(B)作用于所述傳感器元件(120)時，提供預先限定的傳感器信號值作為傳感器信號(350)。3.根據前述權利要求中任一項所述的傳感器裝置(100)，其特征在于，所述傳感器元件(120)構造用于提供具有如下傳感器信號值的傳感器信號(350)，從所述傳感器信號值中能識別出所述磁元件(110)處于所述傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域上的磁場⑶的定向，但是無法識別出所述磁元件(110)處于所述傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域上的磁場(B)的強度。4.根據前述權利要求中任一項所述的傳感器裝置(100)，其特征在于，所述傳感器裝置(100)具有至少一個另一傳感器元件(120)，尤其是另一霍爾傳感器元件，其中，所述另一傳感器元件(120)構造用于輸出另一傳感器信號(250)，所述另一傳感器信號通過至少三個預先限定的傳感 器信號值中的一個來表現出關于所述磁元件(110)處于所述另一傳感器元件(120)測量范圍(360)內的區域的磁化的狀態。5.根據權利要求4所述的傳感器裝置(100)，其特征在于具有信號輸出單元(370)，所述信號輸出單元構造用于將所述傳感器元件(120)的傳感器信號(350)的傳感器信號值至少與所述至少一個另一傳感器元件(120)的另一傳感器信號(350)的傳感器信號值結合成傳感器信號字(380)，其中，所述傳感器輸出單元(370)還構造用于為所述磁元件(110)相對于所述傳感器元件(120)和所述另一傳感器元件(120)的不同的相對位置輸出傳感器信號字(380)，這些傳感器信號字具有至少等于二的漢明距離，尤其是至少等于三的漢明距離...

【專利技術屬性】
技術研發人員：拉爾夫·普法伊費爾，安德烈亞斯·波伊克特，
申請(專利權)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE