用于使用線性霍爾效應單元確定磁性元件的位置的方法和設備技術

本發明專利技術涉及一種用于使用設備來確定磁性元件（50）的位置的方法，所述磁性元件能夠以相對于縱軸（A）的至少兩個方向被移動，即第一方向（Z）和第二方向（X）。所述設備包括：位置傳感器（60），包括測量由磁性元件產生的單個磁場的兩組兩個霍爾效應單元，沿基本垂直于縱軸（A）的第一軸（B）提供的第一組，以及沿基本平行于第一軸（B）的第二軸（C）提供的第二組，其中所述磁性元件相對于所述位置傳感器是可移動的；用于測量每個霍爾效應單元的輸出處的電壓的裝置（90）；以及第一及第二裝置（91，92），用于計算磁性元件在主方向（Z）和次方向（X）上的位置。所述方法包括以下步驟：計算值P，所述值P是根據在四個霍爾效應單元的端子之間測量的四個電壓V1到V4的平均數計算的；并且根據由此計算的值P確定磁性元件（50）在次方向（X）上的位置。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于使用線性霍爾效應單元確定磁性元件的位置的方法和設備本專利技術涉及一種用于使用線性霍爾效應位置傳感器來確定磁性元件的位置的設備。本專利技術還涉及一種與該設備相關聯的方法。更特別地，本專利技術涉及檢測機動車的齒輪箱選擇器的位置并且允許對駕駛員所選擇的齒輪比進行預期。機動車的齒輪比的選擇，對于手動齒輪箱，通常經由位于車輛乘客艙的變速桿來實現，并且其經由連接到齒輪箱比的選擇軸的桿聯接傳動系統，而允許經由本領域技術人員所知的在此沒有詳細描述的各種齒輪系統來選擇齒輪箱的齒輪比。后者一般位于車輛下面，并且連接到車輪和發動機。變速桿可以以兩個垂直的方向移動。在這個示例中，討論將限于齒輪箱包括6種齒輪比的情況:第一、第二、第三、第四、第五、以及倒擋R (參見圖2)。表述“車輛的排擋”被理解為表示接合于齒輪箱的齒輪比以及“空擋”N，零齒輪比。變速桿的運動被傳送到齒輪箱，到齒輪比選擇軸-也被稱作齒輪比選擇器，所述選擇器沿縱軸平移并且繞齒輪箱的縱軸旋轉。通過各種機械傳動系統，齒輪比選擇器的這種平移和旋轉運動允許駕駛員所選擇的齒輪比被接合。為了使車輛執行一些操作，例如當齒輪箱處于空擋以便減少污染廢氣排放時，為了關閉發動機，通常使用包括齒輪比選擇器的位置傳感器的設備。所述位置傳感器通常包括連接到集成電子電路的線性 霍爾效應單元。表述“線性霍爾效應單元”將被理解為表示由電流流經的導體或半導體制成的元件，該元件受到垂直于該電流的磁場，由此產生與磁場和流經所述單元的電流成比例的輸出電壓。霍爾效應單元的測量平面垂直于由磁性元件所發射的磁場。本描述的其余部分中“霍爾效應單元”被理解為表示“線性霍爾效應單元”。如附圖說明圖1所不,位置傳感器60 —般位于齒輪箱30的外殼10上,在位于齒輪比選擇器20上(經由支架40)的磁性元件50對面，在齒輪比選擇期間，所述齒輪比選擇器相對于選擇器20的縱軸A以主方向Z旋轉并且以次方向X平移。以這樣一種方式為磁性兀件50定向:磁性元件50產生磁場f ,所述磁場隨我們希望檢測到的齒輪比選擇器20的運動方向而變化。在圖1中，磁場5被定向為垂直于縱軸A,并且橫向地相對于齒輪比選擇器20,這是為了測量齒輪比選擇器20在主方向Z的旋轉運動。在圖2中更清楚地圖示了磁場J的方向，圖2示出了圖1的頂視圖。其中，磁場彥沿齒輪箱30的橫軸B被定向。霍爾效應單元70檢測由磁性元件50的平移或旋轉運動(如圖1所示的示例)引起的磁場J的變化，并且從而確定齒輪比選擇器20的位置。然而，這種檢測只能發生在齒輪比選擇器20的一個運動方向上，霍爾效應單元70只在由磁性元件50發射的磁場身的一個方向上是靈敏的。為了檢測何時變速桿80例如位于空擋，定位霍爾效應單元70和磁性元件50，以便確定齒輪比選擇器20在主方向Z上的旋轉的位置。如上所解釋，并且如圖2所示，由磁性元件50產生、并且被位置傳感器60檢測的磁場i沿齒輪箱30的橫軸B被定向。如果齒輪比選擇器20以主方向Z的正向轉動，這表示由齒輪箱80選擇了偶數排擋(第二、第四)或倒擋R。如果齒輪比選擇器20以相反的方向，即負向轉動，則選擇了奇數排擋中的一個(第一、第三、第五)，并且最后，如果齒輪比選擇器20以縱軸A為中心，則認為變速桿80位于空擋。如圖2所示，為了克服磁性元件的漂移以及分隔磁性元件和位置傳感器60的距離的變化，通常在兩個霍爾效應單元70a和70b的輸出電壓之間使用比率計量比(ratiometric ratio),所述單元被包含于單個位置傳感器60中。這些霍爾效應單元70a和70b位于相同的測量平面，即所述單元在由縱軸A和橫軸B所確定的平面內共面，并且它們測量相同的磁場萬。具體地，通過在兩個霍爾單元70a和70b的輸出電壓之間使用比率計量比，這種影響被抵消了。例如，在專利申請FR2 926 881中描述了這種方法。在該專利申請FR2 926 881中，使用兩個霍爾單元的輸出電壓間的比率計量比的反正切來檢測齒輪比選擇器20在旋轉上的位置，因此獨立于一些變化。目前，人們不滿足于在單一的運動方向上的檢測，為了通過預期例如齒輪比的改變來改善車輛的性能(噪音、排氣)，能夠精確檢測所選擇的齒輪比是有用的。因此，不僅需要能夠檢測選擇的齒輪比的類型(偶數、奇數、空擋)，還需要能夠檢測齒輪比本身，并且因此檢測齒輪比選擇器20在兩個運動方向上的運動，相對于齒輪箱縱軸A的旋轉和平移。為此，常規做法是，為了設備添加在齒輪比選擇器20上的附加的磁性元件500，所述磁性元件以在我們希望檢測的第二運動方向或次方向X (在我們的示例中，平移)上產生磁場民的方式被定向，并且添加位于所述附加的磁性元件(例如，在齒輪箱30的外殼10上，沒有示于圖3中)對面并且包括一個或兩個霍爾單元700a和700b的位置傳感器600。后者位于相同的測量平面，并且被定向以便測量所述第二磁場互3。這兩個霍爾效應單元700a和700b因此均產生與齒輪比選擇器20的運動成比例的輸出電壓，在本例中，在次方向X的正向的平移。在專利申請WO 97 46 815中描述了每個位置傳感器采用單個霍爾效應單元的配置。使用包括兩個磁性元件50和500以及兩個位置傳感器60和600 (均包括一個或兩個霍爾效應單元)的設備從而使得檢測齒輪比選擇器在兩個方向上的運動成為可能，旋轉和平移，并且從而使得確定由用戶通過變速桿所選擇的齒輪比成為可能。然而，該設備具有需要各自與磁性元件相關聯的兩個位置傳感器的缺陷。由此該設備經證明為在成本和大小方面非常不利。因此，本專利技術提出了通過提供一種設備來克服該缺陷，所述設備只需要單個磁性元件，而關于齒輪比選擇器在兩個方向上的位置保持同樣的準確度。本專利技術的一個主題是一種用于確定磁性元件的位置的設備，所述磁性元件能夠以相對于縱軸的至少兩個方向被移動，被稱為主方向的第一方向，和被稱為次方向的第二方向。所述設備包括: 測量由磁性元件產生的相同磁場的兩組兩個霍爾效應單元，第一組包括沿基本垂直于縱軸的第一軸的第一單元和第二單元，并且第二 組包括沿基本平行于第一軸的第二軸的第三單元和第四單元，所述磁性元件相對于所述兩組兩個霍爾效應單元是可移動的； 用于測量由每個霍爾效應單元輸出的電壓的裝置；第一裝置，用于計算磁性元件在主方向上的位置；以及 第二裝置，用于計算磁性元件在次方向上的位置。在該設備的一個實施例中，所述設備包括兩個鄰近的位置傳感器，每個傳感器包括一組兩個霍爾效應單元。在該設備的一個優選實施例中，所述設備包括一個位置傳感器，所述傳感器包括兩組兩個霍爾效應單元。有益地，位置傳感器被放置于由磁性元件產生的磁場中，并且位于所述磁性元件對面。位置傳感器包括四個霍爾效應單元，每個單元提供與磁性元件產生的磁場的幅度成比例的輸出電壓。根據特定實施例，該設備包括一個或多個下述特征，無論單獨地還是任何技術上可能的組合: 霍爾效應單元是線性霍爾效應單元； 霍爾效應單元基本是彼此相同的； 霍爾效應單元是共面的； 霍爾效應單元以相同的方向被定向；和/或 磁性元件是簡單磁體，即該磁性元件不是多極磁體。在一個實施例中，第一和第二計算裝置是單獨的裝置。在優選實施例中，有益地，第一和第二計算裝置是相同裝置。在一個實施例中，測量裝置對于每個霍爾效應單元本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E塞維爾，
申請(專利權)人：法國大陸汽車公司，大陸汽車有限公司，
類型：
國別省市：