專利名稱：位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)操作位置的位置傳感器。
背景技術(shù)：
車輛具備變速桿、和對(duì)該變速桿的操作位置進(jìn)行檢測(cè)的位置傳感器。變速桿能夠沿著所謂的變速滑槽(shift gate)移動(dòng)。日本特開(kāi)2008-239057號(hào)公報(bào)(段落“0029”、段落“0031”等)提出了一種位置傳感器，該位置傳感器檢測(cè)變速桿沿H形變速滑槽的操作。該專利文獻(xiàn)中所述的位置傳感器具備換擋側(cè)的磁石以及用于換擋的檢測(cè)元件組，用于檢測(cè)變速桿向作為車輛前后方向的換擋方向(shift direction)的操作；以及選擋側(cè)的磁石以及用于選擋的檢測(cè)元件組，用于檢測(cè)變速桿向作為車輛寬度方向的選擋方向(selectdirection)的操作。該位置傳感器根據(jù)來(lái)自于這些多個(gè)檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的組合，來(lái)判斷變速桿的操作位置。然而，由于上述公報(bào)的位置傳感器必須具備換擋側(cè)的磁石以及選擋側(cè)的磁石，使得部件數(shù)量增多，所以會(huì)導(dǎo)致位置傳感器大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠小型化的位置傳感器。本發(fā)明的一個(gè)側(cè)面提供一種用于變速器擋位選擇桿的位置傳感器。位置傳感器具備磁石；3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件，這些磁通檢測(cè)元件與所述磁石對(duì)置，且檢測(cè)所述磁石的磁通；以及判斷電路，其根據(jù)所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平來(lái)判斷變速器擋位選擇桿的操作位置，所述磁石包含第I磁化區(qū)域和第2磁化區(qū)域，所述第I磁化區(qū)域形成為，在所述磁石沿著作為所述變速器擋位選擇桿的操作方向的第I直線相對(duì)于所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于所述移位的距離按照具有第I斜率的比例關(guān)系變化，所述第2磁化區(qū)域形成為，在所述磁石沿著作為所述變速器擋位選擇桿的操作方向的第2直線進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于所述移位的距離按照具有第2斜率的比例關(guān)系變化，所述第2直線與所述第I直線平行且不同于所述第I直線，所述第I斜率以及所述第2斜率中的一方為正的值，另一方為負(fù)的值，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件在與所述第I直線以及所述第2直線平行的一直線上相互分離地配置?；诒景l(fā)明，能夠使位置傳感器小型化。


圖1是表示變速器擋位選擇桿的操作位置的示意圖。圖2A是一個(gè)實(shí)施方式的位置傳感器的側(cè)視圖。圖2B是從位置傳感器的下表面來(lái)觀看磁石時(shí)的立體圖。圖2C是設(shè)有霍爾IC的基板的俯視圖。
圖3A是磁石的立體圖。圖3B是示意圖，用于說(shuō)明磁石與霍爾IC圖4A是表示變速器擋位選擇桿沿著圖1的輸出電壓的圖。圖4B是表示變速器擋位選擇桿沿著圖1的輸出電壓的圖。圖4C是表示變速器擋位選擇桿沿著圖1的輸出電壓的圖。
的相對(duì)位置。
的第I通道進(jìn)行了移動(dòng)時(shí)的各個(gè)霍爾IC的第2通道進(jìn)行了移動(dòng)時(shí)的各個(gè)霍爾IC的第3通道進(jìn)行了移動(dòng)時(shí)的各個(gè)霍爾IC相對(duì)位置。圖相對(duì)位置。
5是位置傳感器的框圖。
6是其他實(shí)施方式的位置傳感器的磁石的立體圖。
7是其他實(shí)施方式的位置傳感器的磁石的局部俯視圖。
8是其他實(shí)施方式的位置傳感器的磁石的俯視圖。
9是表示其他實(shí)施方式的位置傳感器的霍爾IC的輸出電壓的圖。
10是示意圖，用于說(shuō)明其他實(shí)施方式的位置傳感器的磁石和磁通檢測(cè)元件的
11是示意圖，用于說(shuō)明其他實(shí)施方式的位置傳感器的磁石和磁通檢測(cè)元件的
具體實(shí)施例方式對(duì)第I實(shí)施方式的用于變速器擋位選擇桿(transmission range select lever,也稱為變速桿)的位置傳感器I進(jìn)行說(shuō)明。位置傳感器I被適用于具有變速器擋位選擇桿的變速裝置(transmission shifter)。一個(gè)例子的位置傳感器可以適用于線控?fù)Q擋方式(shift by wire)的變速裝置。另一個(gè)例子的位置傳感器可以適用于機(jī)械地連接有變速器擋位選擇桿和車輛變速器的變速裝置。變速裝置例如可以是當(dāng)駕駛者將變速器擋位選擇桿移動(dòng)至選擇位置后放開(kāi)變速器擋位選擇桿時(shí)變速器擋位選擇桿仍被保持在該選擇位置上的固定式，或者也可以是當(dāng)駕駛者放開(kāi)變速器擋位選擇桿時(shí)變速器擋位選擇桿回到起始位置的瞬時(shí)式。第I實(shí)施方式的變速裝置具備被配置在駕駛席和副駕駛席之間的變速器擋位選擇桿50。在變速器擋位選擇桿50的頂端部，可設(shè)置有供駕駛者抓握的把手。位置傳感器I被設(shè)置在變速器擋位選擇桿50的基端部上。位置傳感器I檢測(cè)駕駛者對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行了操作的位置(操作位置)。位置傳感器I的檢測(cè)結(jié)果反映為變速器擋位。圖1表示h形的變速滑槽51。變速器擋位選擇桿50可以沿著變速滑槽51移動(dòng)。倒擋(R)位置、空擋(N)位置、以及前進(jìn)擋(D)位置等3個(gè)操作位置被設(shè)定在第I直線上。起始(H)位置、再生制動(dòng)(regenerative braking) (B)位置等2個(gè)操作位置被設(shè)定在第2直線上。在沿著第I直線對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行了操作時(shí)，操作位置在倒擋(R)位置、空擋(N)位置、以及前進(jìn)擋(D)位置之間切換。在沿著與第I直線平行的第2直線對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行了操作時(shí)，操作位置在起始(H)位置以及再生制動(dòng)(B)位置之間切換。在沿著與第I直線以及第2直線交叉的第3直線對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行了操作時(shí)，操作位置在起始(H)位置以及空擋(N)位置之間切換。
在圖示的例子中，變速滑槽51包括第I通道(第I換擋通道)51a、第2通道(第2換擋通道)51b、以及第3通道(選擋通道)51c。變速器擋位選擇桿50沿第I通道51a以及第2通道51b的移動(dòng)或者操作也稱為沿車輛前后方向(即、換擋方向)的移動(dòng)或者操作。變速器擋位選擇桿50沿第3通道51c的移動(dòng)或者操作也稱為沿車輛寬度方向(即、選擋方向)的移動(dòng)或者操作。如圖2A所示，位置傳感器I具備單個(gè)磁石10 ;以及與磁石10的下表面對(duì)置的、3個(gè)霍爾IC21 23。磁石10與變速器擋位選擇桿50 —體地移動(dòng)?；魻朓C21 23被固定在基板20上。優(yōu)選地，霍爾IC21 23等間隔地設(shè)置在與所述第I直線以及所述第2直線平行的一直線上。磁石10的下表面也稱為第I面。如圖3A所示，在與霍爾IC21 23對(duì)置的、磁石10的下表面，形成有與所述第I直線平行延伸的第I槽11、和與所述第2直線平行延伸的第2槽12。第I槽11以及第2槽12各自具有向離開(kāi)霍爾IC21 23的方向彎曲的凹狀底面。在圖3A的例子中，各個(gè)槽11、12可具有大致一定的槽寬度。第I槽11以及第2槽12沿著與所述第I直線以及所述第2直線垂直的方向排列設(shè)置。磁石10的一半包含第I槽11，且以成為第I磁化區(qū)域IOA的形式被磁化，而磁石10的另一半包含第2槽12，且以成為第2磁化區(qū)域IOB的形式被磁化。磁石10包含第I端部和第2端部。第I磁化區(qū)域IOA包含沿著所述第I直線以從第I端部向第2端部的順序配置在磁石10的下表面的N極區(qū)域和S極區(qū)域。第I磁化區(qū)域IOA包含沿著所述第I直線以從第I端部向第2端部的順序配置在位于表面(在圖3中，朝上的面)的相反側(cè)的背面上的S極區(qū)域和N極區(qū)域。同樣地，上述第2磁化區(qū)域IOB包含沿著所述第2直線以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在表面上的S極區(qū)域和N極區(qū)域。第2磁化區(qū)域IOB包含沿著所述第2直線以從第I端部向第2端部的順序配置在背面上的N極區(qū)域和S極區(qū)域。如圖3所示，在沿著變速滑槽51對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行操作時(shí)，磁石10與霍爾IC21 23的相對(duì)位置根據(jù)操作位置而變化。如圖4所示，霍爾IC21 23的輸出電壓V1、V2、V3根據(jù)操作位置而變化。如圖4A所示，在對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行操作使其沿著所述第I直線從R位置經(jīng)由N位置到達(dá)D位置時(shí)，霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3保持Vl > V2 > V3的關(guān)系不變，并按照具有正的斜率的比例關(guān)系變化。該比例關(guān)系可根據(jù)以下條件來(lái)設(shè)定，第I磁化區(qū)域IOA形成為第I磁化區(qū)域IOA的磁通密度與磁石10沿所述第I直線移動(dòng)的距離成比例地變化、以及第I磁化區(qū)域IOA具有以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在與霍爾IC21 23對(duì)置的第I面上的N極區(qū)域和S極區(qū)域。在第I實(shí)施方式中，各個(gè)霍爾IC21 23的輸出電壓，例如像位于圖3B的D位置上的霍爾IC21那樣，越靠近N極的端部(圖3A的第I端部)就變得越大，而像位于圖3B的R位置上的霍爾IC23那樣，越靠近S極的端部(圖3A的第2端部)就變得越小。如圖4B所示，在對(duì)上述變速器擋位選擇桿50進(jìn)行操作使其沿著所述第2直線從H位置到達(dá)B位置時(shí)，霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3保持Vl < V2 < V3的關(guān)系不變，并按照具有負(fù)的斜率的比例關(guān)系變化。該比例關(guān)系可根據(jù)以下條件來(lái)設(shè)定，第2磁化區(qū)域IOB形成為第2磁化區(qū)域IOB的磁通密度與磁石10沿所述第2直線移動(dòng)的距離成比例地變化、以及第2磁化區(qū)域IOB具有以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在與霍爾IC21 23對(duì)置的第I面上的S極區(qū)域和N極區(qū)域。在一個(gè)例子中，在第I磁化區(qū)域IOA以與霍爾IC21 23對(duì)置的狀態(tài)朝一個(gè)方向移位了預(yù)定距離(從N位置移位至D位置)時(shí)，輸出電壓Vl V3增加與第I變化量相對(duì)應(yīng)的量。在第2磁化區(qū)域IOB以與霍爾IC21 23對(duì)置的狀態(tài)朝所述一個(gè)方向移位了所述預(yù)定距離(從H位置移位至B位置)時(shí)，輸出電壓Vl V3減少與第2變化量相對(duì)應(yīng)的量。雖然以第2變化量和第I變化量具有相同的絕對(duì)值為優(yōu)選，然而也可以具有不同的絕對(duì)值。在霍爾IC21 23以等間隔配置的情況下，輸出電壓Vl V3之間的差根據(jù)該間隔來(lái)設(shè)定。在圖4的例子中，輸出電壓Vl與V2的差、以及輸出電壓V2與V3的差均為IV，輸出電壓Vl與V3的差為2V。如圖5所示，霍爾IC21 23被電氣連接在作為判斷電路的線控?fù)Q擋電子控制單元30上。該線控?fù)Q擋電子控制單元30對(duì)霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3進(jìn)行監(jiān)視，并且根據(jù)輸出電壓Vl V3的組合來(lái)判斷上述變速器擋位選擇桿50的操作位置。接著，對(duì)位置傳感器I的作用進(jìn)行說(shuō)明。在沒(méi)有對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行操作時(shí)，變速器擋位選擇桿50位于H位置。在這種情況下，如圖4B所示，霍爾IC21的輸出電壓Vl為1. 5V、霍爾IC22的輸出電壓V2為
2.5V、霍爾IC23的輸出電壓為3. 5V。線控?fù)Q擋電子控制單元30根據(jù)輸出電壓Vl V3的大小關(guān)系為Vl < V2 < V3，來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于第2直線上。另外，線控?fù)Q擋電子控制單元30根據(jù)輸出電壓Vl V3的值，來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于第2直線上的H位置。線控?fù)Q擋電子控制單元30對(duì)預(yù)定的容差(tolerance)加以考慮，同時(shí)將輸出電壓Vl V3之間的差與像設(shè)計(jì)值那樣的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并根據(jù)該比較結(jié)果對(duì)霍爾IC21 23進(jìn)行故障判斷。例如，在一個(gè)霍爾IC的輸出電壓為異常值的情況下，該霍爾IC出現(xiàn)了故障的可能性較高。因此，在獲得相對(duì)于基準(zhǔn)值超出容差的異常輸出差的情況下，線控?fù)Q擋電子控制單元30只根據(jù)余下的正常的輸出差來(lái)判斷操作位置，并對(duì)成為異常輸出差的要因的、霍爾IC的故障進(jìn)行判斷。如圖4A所示，在對(duì)變速器擋位選擇桿50進(jìn)行操作使其從H位置經(jīng)由N位置到達(dá)D位置時(shí)，霍爾IC21的輸出電壓Vl為4. 5V、霍爾IC22的輸出電壓V2為3. 5V、霍爾IC23的輸出電壓為2. 5V。在這種情況下，線控?fù)Q擋電子控制單元30根據(jù)輸出電壓Vl V3的大小關(guān)系為Vl > V2 > V3來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于第I直線上，另外，根據(jù)輸出電壓Vl V3的值來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于上述第I直線上的D位置。線控?fù)Q擋電子控制單元30根據(jù)操作位置的判斷結(jié)果，將變速器擋位切換成前進(jìn)擋。其結(jié)果，車輛能夠向前行駛。即使在選擇了除H位置以及D位置以外的操作位置的情況下，線控?fù)Q擋電子控制單元30同樣也根據(jù)輸出電壓Vl V3的值的相互關(guān)系(大小關(guān)系)來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于第I直線上還是位于第2直線上，并且根據(jù)輸出電壓Vl V3的值本身來(lái)判斷操作位置。另外，線控?fù)Q擋電子控制單元30將輸出電壓Vl V3之間的各個(gè)差與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并且在所獲得的輸出差較大程度地超出了基準(zhǔn)值時(shí)判斷霍爾IC有故障。如上所述，基于第I實(shí)施方式，能夠獲得以下的效果。
(I)當(dāng)變速器擋位選擇桿50位于第I直線上的操作位置時(shí)、和當(dāng)變速器擋位選擇桿50位于第2直線上的操作位置時(shí)，在這兩種情況下，設(shè)置在與第I直線以及第2直線平行的一直線上的霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3的值的相互關(guān)系(大小關(guān)系)相反。所以，線控?fù)Q擋電子控制單元30能夠根據(jù)輸出電壓Vl V3的值的相互關(guān)系來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于第I直線上還是位于第2直線上。另外，線控?fù)Q擋電子控制單元30能夠根據(jù)輸出電壓Vl V3的值本身來(lái)判斷操作位置。于是，通過(guò)在磁石10上設(shè)置第I磁化區(qū)域IOA以及第2磁化區(qū)域10B，能夠在不增加磁石的個(gè)數(shù)的情況下，用單個(gè)磁石10檢測(cè)多個(gè)操作位置(在第I實(shí)施方式中，為5個(gè))。因此，能夠提供小型化的位置傳感器。(2)在優(yōu)選的例子中，霍爾IC21 23等間隔地設(shè)置在與所述第I直線以及所述第2直線平行的一直線上?；诖藰?gòu)成，霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3之間的差根據(jù)霍爾IC21 23之間的間隔來(lái)設(shè)定。因此，在上述輸出電壓的差較大程度地超出了設(shè)計(jì)·值時(shí)，可以判斷一個(gè)以上的霍爾元件有故障。(3)輸出電壓Vl V3之間的差根據(jù)霍爾IC21 23之間的間隔來(lái)設(shè)定。在有多個(gè)(例如3個(gè))霍爾IC的情況下，即使判斷出任意I個(gè)霍爾IC有故障，線控?fù)Q擋電子控制單元30也可以使用余下的霍爾IC來(lái)檢測(cè)變速器擋位選擇桿50的操作位置。(4)位置傳感器I能夠用3個(gè)霍爾IC21 23來(lái)檢測(cè)5個(gè)操作位置。這樣，能夠減少磁通檢測(cè)元件的個(gè)數(shù)并使其小于應(yīng)該檢測(cè)的操作位置的個(gè)數(shù)。(5)由于減少了像霍爾IC那樣的磁通檢測(cè)元件的個(gè)數(shù)，所以可以減少連接在磁通檢測(cè)元件的輸出端子上的電線束的個(gè)數(shù)。所述實(shí)施方式也可以更改為以下的形式。·雖然在所述實(shí)施方式中，以第I磁化區(qū)域IOA以及第2磁化區(qū)域IOB的各自的磁通密度與磁石10的移動(dòng)距離成比例的形式來(lái)形成第I磁化區(qū)域IOA以及第2磁化區(qū)域10B。然而，第I磁化區(qū)域IOA以及第2磁化區(qū)域IOB的各自的磁通密度也可以不與磁石10的移動(dòng)距離成比例，只要霍爾IC21 23的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平與磁石10的移動(dòng)距離成比例地變化即可?；蛘?，霍爾IC21 23的輸出電壓的變化量也可以不與磁石10的移動(dòng)距離成比例，只要基于該輸出電壓的線控?fù)Q擋電子控制單元30的演算結(jié)果與磁石10的移動(dòng)距離具有比例關(guān)系即可。·也可以在與第I直線以及第2直線平行的一直線上以具有間隔的形式設(shè)置4個(gè)以上的像霍爾IC那樣的磁通檢測(cè)元件?；谠摌?gòu)成，即使判斷出任意I個(gè)磁通檢測(cè)元件有故障，也可以使用余下的3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)操作位置。另外，即使判斷出任意2個(gè)磁通檢測(cè)元件有故障，也可以使用余下的2個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)操作位置。也就是說(shuō)，只要除了判斷為有故障的磁通檢測(cè)元件以外的、余下的正常的磁通檢測(cè)元件的個(gè)數(shù)為2個(gè)以上，就可以根據(jù)正常的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的相互關(guān)系來(lái)判斷變速器擋位選擇桿50位于哪一個(gè)直線上，并且可以根據(jù)檢測(cè)信號(hào)的值本身來(lái)判斷操作位置。 磁通檢測(cè)元件不須以等間隔的形式設(shè)置，例如3個(gè)磁通檢測(cè)元件也可以按照1/2的間隔設(shè)置在與第I直線以及第2直線平行的一直線上。即使在這種情況下，磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出差也根據(jù)元件之間的間隔來(lái)設(shè)定。因此，能夠在輸出差較大程度地超出了基準(zhǔn)值那樣的情況下，對(duì)磁通檢測(cè)元件的故障進(jìn)行判斷?！と鐖D6所示，磁石10進(jìn)一步包含以與第I磁化區(qū)域IOA相同的方式被磁化的第I調(diào)整磁化部10C、以及以與第2磁化區(qū)域IOB相同的方式被磁化的第2調(diào)整磁化部10D。第2磁化區(qū)域IOB被夾在第I磁化區(qū)域IOA和第I調(diào)整磁化部IOC之間，第I磁化區(qū)域IOA被夾在第2磁化區(qū)域IOB和第2調(diào)整磁化部IOD之間。基于該構(gòu)成，第2磁化區(qū)域IOB周邊的磁通成為，離第I磁化區(qū)域IOA較近的一側(cè)與離第I調(diào)整磁化部IOC較近的一側(cè)大致對(duì)稱。另外，第I磁化區(qū)域IOA周邊的磁通成為，離第2磁化區(qū)域IOB較近的一側(cè)與離第2調(diào)整磁化部IOD較近的一側(cè)大致對(duì)稱。所以，即使變速器擋位選擇桿50沿第I直線或者第2直線的操作在與該直線垂直的方向上稍有偏離，霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3也與上述操作沒(méi)有偏離的情況相同。因此，換擋操作的容許寬度增大。·如圖6所示，磁石10可以包含與第I直線以及第2直線交叉的非磁化部10E。非磁化部IOE可以與第I端部以及第2端部大致平行。非磁化部IOE可以為實(shí)心體，還可以具有裝配孔40。如果在磁化部上形成有孔時(shí)該孔使該磁化部的磁通發(fā)生變化，而形成在非磁化部IOE上的孔40不使任何磁化部的磁通發(fā)生變化。由于非磁化部IOE被設(shè)置在不易受霍爾IC21 23所檢測(cè)出的磁通影響的位置上，所以輸出電壓Vl V3穩(wěn)定。對(duì)圖6的磁石10的制造方法的例子進(jìn)行說(shuō)明。例如，將含有磁粉的塑料加工成形為塊，并對(duì)塊的、 除了非磁化部IOE的部分進(jìn)行磁化，由此能夠制造圖6所示的磁石10 (塑性磁石plasticmagnet)。除了形成非磁化部IOE之外，也可以以同樣的方式制造第I實(shí)施方式的磁石10?！た梢允褂秒m具有圖6的第I調(diào)整磁化部IOC以及第2調(diào)整磁化部IOD但省略了非磁化部IOE的磁石10?；蛘?，也可以使用雖具有圖6的非磁化部IOE但省略了第I調(diào)整磁化部IOC以及第2調(diào)整磁化部IOD的磁石10。 如圖7所示，第I槽11以及第2槽12可以各自包含以相應(yīng)的槽具有逐漸變化的深度的形式形成的凹狀底面、以及以相應(yīng)的槽具有逐漸變化的槽寬度的形式形成的一對(duì)凹狀側(cè)面13。例如，凹狀側(cè)面13可以形成為，各個(gè)槽11、12在磁石10的第I端部和第2端部的中間位置或者在該中間位置的附近位置具有最大寬度。于是，即使變速桿沿第I直線或者第2直線的操作在與該直線垂直的方向上偏離，霍爾IC21 23的輸出電壓Vl V3也與上述操作沒(méi)有偏離的情況相同。因此，換擋操作的容許寬度增大?！ぴ趫D7的例子中，各個(gè)槽包含具有相同曲率的一對(duì)凹狀側(cè)面13。在圖8的例子中，各個(gè)槽包含具有不同曲率的一對(duì)凹狀側(cè)面14、15。第I凹狀側(cè)面14與第I磁化區(qū)域IOA和第2磁化區(qū)域IOB的邊界相鄰。也就是說(shuō)，在第I凹狀側(cè)面14的附近有相鄰的磁化區(qū)域。第2凹狀側(cè)面15不與第I磁化區(qū)域IOA和第2磁化區(qū)域IOB的邊界相鄰。也就是說(shuō)，在第2凹狀側(cè)面15的附近沒(méi)有磁化區(qū)域。第I凹狀側(cè)面14的曲率要比第2凹狀側(cè)面15的曲率大。也就是說(shuō)，第I凹狀側(cè)面14的曲率半徑要比第2凹狀側(cè)面15的曲率半徑小。通過(guò)該形狀，能夠提高磁石的性能，且能夠增大換擋操作的容許范圍。也就是說(shuō)，雖然由于隔著邊界而相鄰的2個(gè)磁化區(qū)域的磁通在該邊界附近相互抵消，而使整個(gè)磁石的性能會(huì)有變?nèi)醯内厔?shì)，但是通過(guò)將離邊界較近的第I凹狀側(cè)面14的曲率設(shè)定得較大，就可以減少磁石的性能低下?！D9表示將第I實(shí)施方式的霍爾IC21 23中的霍爾IC22換成具有2倍感度的高感度霍爾IC22時(shí)的輸出電壓Vl V3。在這種情況下，高感度霍爾IC22的輸出電壓V2的特性線(characteristic line)的斜率為圖4所示斜率的1/2。于是,線控?fù)Q擋電子控制單元30根據(jù)變換式“ (V2-2. 5)/2+2. 5”對(duì)高感度霍爾IC22的輸出電壓V2進(jìn)行變換，并且使用該變換后的值，由此能夠按照與第I實(shí)施方式相同的方法判斷操作位置。在該例子中，高感度霍爾IC22的輸出電壓V2可取的范圍為O. 5V 4. 5V，增加到第I實(shí)施方式的2倍。因此，可提高耐噪聲特性?！ご磐z測(cè)元件之間的最短間隔按照磁通檢測(cè)元件的性能預(yù)先設(shè)定。配置在一直線上的磁通檢測(cè)元件的個(gè)數(shù)越多，位置傳感器沿該直線的全長(zhǎng)就變得越大，且變得細(xì)長(zhǎng)。于是，3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件也可以配置成2列。在圖10的例子中，4個(gè)磁通檢測(cè)元件24 27配置成2列。4個(gè)磁通檢測(cè)元件24 27包括配置在與第I磁化區(qū)域IOA對(duì)置的一直線上的元件25及27、和配置在與第2磁化區(qū)域IOB對(duì)置的一直線上的元件24及26。元件25及27各自配置在，除了與第I直線以及第2直線垂直、且分別經(jīng)過(guò)元件24及26的直線以外的位置上。進(jìn)一步，磁石10可以包含第3磁化區(qū)域10F。該第3磁化區(qū)域IOF與第I磁化區(qū)域IOA以及第2磁化區(qū)域IOB平行，且相隔第2磁化區(qū)域IOB而配置在第I磁化區(qū)域IOA的相反側(cè)，并以與第I磁化區(qū)域IOA相同的方式被磁化。
基于圖10的構(gòu)造，由于線控?fù)Q擋電子控制單元30可以將元件25以及27檢測(cè)N極(S極)時(shí)的輸出電壓與元件24以及26檢測(cè)S極(N極)時(shí)的輸出電壓作為相同的電壓來(lái)處理，所以元件24 27的輸出電壓的變化實(shí)際上與元件24 27配置在一直線上的情況相同。另外，由于3個(gè)以上的元件24 27被分成2列配置，并且能夠使元件24和元件26之間的間隔以及元件25和元件27之間的間隔縮小，所以位置傳感器的全長(zhǎng)縮短。元件24 27的配置并不僅限于圖10的配置，然而，也可以更改成例如圖11那樣，或者也可以為除此以外的配置。·優(yōu)選地，磁通檢測(cè)元件為能夠檢測(cè)磁通的強(qiáng)度的霍爾1C，然而，也可以使用例如能夠檢測(cè)磁通的方向的磁阻元件等?！ぐ殡S變速器擋位選擇桿50的操作而使磁石以及磁通檢測(cè)元件相對(duì)移位的形態(tài)并不僅限于上述實(shí)施方式所述的磁石為可動(dòng)而磁通檢測(cè)元件為固定的形態(tài)，然而，也可以是磁通檢測(cè)元件為可動(dòng)而磁石為固定的形態(tài)。另外，也可以是兩者均為可動(dòng)的形態(tài)，例如，以不同的移動(dòng)量向相同的方向移動(dòng)的形態(tài)，或者沿不同的方向移動(dòng)的形態(tài)等。 變速滑槽51并不僅限于h形，也可以為H形、或者選擋方向設(shè)定在除換擋方向的中央位置以外的位置上的式樣等。
權(quán)利要求
1.一種用于變速器擋位選擇桿的位置傳感器，其具備 磁石; 3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件，這些磁通檢測(cè)元件與所述磁石對(duì)置，且檢測(cè)所述磁石的磁通；以及 判斷電路，其根據(jù)所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平來(lái)判斷變速器擋位選擇桿的操作位置， 所述磁石包含第I磁化區(qū)域和第2磁化區(qū)域， 所述第I磁化區(qū)域形成為，在所述磁石沿著作為所述變速器擋位選擇桿的操作方向的第I直線相對(duì)于所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于所述移位的距離按照具有第I斜率的比例關(guān)系變化， 所述第2磁化區(qū)域形成為，在所述磁石沿著作為所述變速器擋位選擇桿的操作方向的第2直線進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于所述移位的距離按照具有第2斜率的比例關(guān)系變化，所述第2直線與所述第I直線平行且不同于所述第I直線，所述第I斜率以及所述第2斜率中的一方為正的值，另一方為負(fù)的值， 所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件在與所述第I直線以及所述第2直線平行的一直線上相互分離地配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器，其中， 所述磁石包含與所述磁通檢測(cè)元件對(duì)置的第I面、位于該第I面的相反側(cè)的第2面、和與所述第I直線以及所述第2直線交叉的第I端部以及第2端部， 所述第I磁化區(qū)域包含沿著所述第I直線以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在所述第I面上的N極區(qū)域和S極區(qū)域， 所述第I磁化區(qū)域包含沿著所述第I直線以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在所述第2面上的S極區(qū)域和N極區(qū)域， 所述第2磁化區(qū)域包含沿著所述第2直線以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在所述第I面上的S極區(qū)域和N極區(qū)域， 所述第2磁化區(qū)域包含沿著所述第2直線以從所述第I端部向所述第2端部的順序配置在所述第2面上的N極區(qū)域和S極區(qū)域， 所述第I磁化區(qū)域以及所述第2磁化區(qū)域各自包含區(qū)劃形成于所述S極區(qū)域和所述N極區(qū)域之間的非磁化部，該非磁化部不產(chǎn)生磁通，且與所述第I直線以及所述第2直線交叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器，其中， 所述磁石包含與所述磁通檢測(cè)元件對(duì)置的第I面， 所述磁石的所述第I面包含與所述第I直線平行延伸的第I槽、和與所述第2直線平行延伸的第2槽， 所述第I槽以及所述第2槽各自包含 凹狀底面，以相應(yīng)的槽具有逐漸變化的深度的形式彎曲；以及 一對(duì)凹狀側(cè)面，以相應(yīng)的槽具有逐漸變化的槽寬度的形式彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置傳感器，其中， 所述第I槽以及所述第2槽各自包含作為所述一對(duì)凹狀側(cè)面的第I凹狀側(cè)面，其與所述第I磁化區(qū)域和所述第2磁化區(qū)域的邊界相鄰；以及 第2凹狀側(cè)面，其不與所述第I磁化區(qū)域和所述第2磁化區(qū)域的所述邊界相鄰， 所述第I凹狀側(cè)面的曲率比所述第2凹狀側(cè)面的曲率大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器，其中， 所述第I磁化區(qū)域以及所述第2磁化區(qū)域具有與所述第I直線以及所述第2直線平行的邊界且并列設(shè)置， 所述磁石進(jìn)一步包含以與所述第I磁化區(qū)域相同的方式被磁化的第I調(diào)整磁化部、以及以與所述第2磁化區(qū)域相同的方式被磁化的第2調(diào)整磁化部， 所述第I磁化區(qū)域和所述第I調(diào)整磁化部將所述第2磁化區(qū)域夾于其間， 所述第2磁化區(qū)域和所述第2調(diào)整磁化部將所述第I磁化區(qū)域夾于其間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器，其中， 所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件等間隔地設(shè)置在與所述第I直線以及所述第2直線平行的一直線上。
7.一種用于變速器擋位選擇桿的位置傳感器，其具備 磁石； 3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件，這些磁通檢測(cè)元件與所述磁石對(duì)置，且檢測(cè)所述磁石的磁通；以及 判斷電路，其根據(jù)所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平來(lái)判斷變速器擋位選擇桿的操作位置， 所述磁石包含第I磁化區(qū)域、第2磁化區(qū)域、以及第3磁化區(qū)域， 所述第I磁化區(qū)域形成為，在所述磁石沿著作為所述變速器擋位選擇桿的操作方向的第I直線相對(duì)于所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于所述移位的距離按照具有第I斜率的比例關(guān)系變化， 所述第2磁化區(qū)域形成為，所述磁石沿著作為所述變速器擋位選擇桿的操作方向的第2直線進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于所述移位的距離按照具有第2斜率的比例關(guān)系變化，所述第2直線與所述第I直線平行且不同于所述第I直線，所述第I斜率以及所述第2斜率中的一方為正的值，另一方為負(fù)的值， 所述第3磁化區(qū)域與所述第I磁化區(qū)域以及所述第2磁化區(qū)域平行，且相隔所述第2磁化區(qū)域而配置在所述第I磁化區(qū)域的相反側(cè)，并以與所述第I磁化區(qū)域相同的方式被磁化， 所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件包含配置在與所述第I磁化區(qū)域?qū)χ玫囊恢本€上的I個(gè)以上的第I磁通檢測(cè)元件、和配置在與所述第2磁化區(qū)域?qū)χ玫牧硪恢本€上的I個(gè)以上的第2磁通檢測(cè)元件，所述I個(gè)以上的第2磁通檢測(cè)元件被配置在，除了與所述第I直線以及所述第2直線垂直、且經(jīng)過(guò)所述一個(gè)以上的第I磁通檢測(cè)元件的直線以外的位置上。
8.一種用于含有多個(gè)操作位置的變速器擋位選擇桿的位置傳感器，其具備 磁石，其與所述變速器擋位選擇桿一體移位； 3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件，這些磁通檢測(cè)元件與所述磁石對(duì)置；以及判斷電路，其根據(jù)所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平來(lái)判斷所述變速器擋位選擇桿的操作，所述磁石包含沿著第I直線延伸的第I磁化區(qū)域和沿著第2直線延伸的第2磁化區(qū)域，所述第2直線與所述第I直線平行且不同于所述第I直線， 根據(jù)所述變速器擋位選擇桿的操作位置，所述第I磁化區(qū)域和所述第2磁化區(qū)域中的一方與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件對(duì)置， 所述第I磁化區(qū)域響應(yīng)于所述變速器擋位選擇桿的操作而在與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件對(duì)置的狀態(tài)下向一個(gè)方向進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平與所述移位的距離成比例地增加， 所述第2磁化區(qū)域響應(yīng)于所述變速器擋位選擇桿的操作而在與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件對(duì)置的狀態(tài)下向所述一個(gè)方向進(jìn)行了移位時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平與所述移位的距離成比例地減少。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的位置傳感器，其中， 所述第I磁化區(qū)域包含與所述第I直線平行延伸的第I槽， 所述第2磁化區(qū)域包含與所述第2直線平行延伸的第2槽， 所述第I槽以及所述第2槽各自包含凹狀底面，該凹狀底面形成為相應(yīng)的槽具有逐漸變化的深度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的位置傳感器，其中， 所述第I槽以及所述第2槽各自具有固定的槽寬度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的位置傳感器，其中， 所述第I槽以及所述第2槽各自包含凹狀側(cè)面，該凹狀側(cè)面形成為，相應(yīng)的槽具有逐漸變化的槽寬度且在長(zhǎng)度方向的中間位置上具有最大的槽寬度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的位置傳感器，其中， 所述第I槽以及所述第2槽各自包含 第I凹狀側(cè)面，其與所述第I磁化區(qū)域和所述第2磁化區(qū)域的邊界相鄰；以及 第2凹狀側(cè)面，其不與所述第I磁化區(qū)域和所述第2磁化區(qū)域的所述邊界相鄰， 所述第I凹狀側(cè)面的曲率比所述第2凹狀側(cè)面的曲率大。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的位置傳感器，其中， 所述第I磁化區(qū)域響應(yīng)于所述變速器擋位選擇桿的操作而在與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件對(duì)置的狀態(tài)下向一個(gè)方向移位了預(yù)定距離時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平增加第I變化量， 所述第2磁化區(qū)域響應(yīng)于所述變速器擋位選擇桿的操作而在與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件對(duì)置的狀態(tài)下向所述一個(gè)方向移位了所述預(yù)定距離時(shí)，所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平減少第2變化量，該第2變化量具有與所述第I變化量相同的絕對(duì)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的位置傳感器，其中， 所述第I磁化區(qū)域以及所述第2磁化區(qū)域各自包含S極區(qū)域、N極區(qū)域、以及所述S極區(qū)域和所述N極區(qū)域之間的非磁化部，該非磁化部完全不產(chǎn)生磁通。
15.一種用于變速器擋位選擇桿的位置傳感器，其具備 磁石，其與所述變速器擋位選擇桿一體移位；以及 3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件，這些磁通檢測(cè)元件檢測(cè)所述磁石的磁通，所述磁石具有與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件對(duì)置的第I面，所述第I面包含呈棋盤式配置的多個(gè)S極區(qū)域和多個(gè)N極區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的位置傳感器，其中， 所述多個(gè)S極區(qū)域和所述多個(gè)N極區(qū)域占有所述磁石的整個(gè)所述第I面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的位置傳感器，其中， 所述磁石為平坦的矩形板狀， 所述多個(gè)S極區(qū)域?yàn)榉謩e占有所述磁石的所述第I面的對(duì)角的2個(gè)S極區(qū)域， 所述多個(gè)N極區(qū)域?yàn)榉謩e占有所述磁石的所述第I面的別的對(duì)角的2個(gè)N極區(qū)域。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的位置傳感器，其中， 所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件被搭載于平坦的基板上， 所述磁石的所述第I面包含多個(gè)槽， 各個(gè)槽包含彎曲的槽底面，所述槽底面與所述3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件各自之間的距離根據(jù)所述變速器擋位選擇桿的操作位置而不同。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的位置傳感器，其中， 在變速滑槽內(nèi)形成有相互平行的第I通道和第2通道、以及與所述第I通道和所述第2通道交叉的第3通道，所述變速器擋位選擇桿能夠沿著這些通道移動(dòng)， 所述多個(gè)槽分別與所述第I通道以及所述第2通道對(duì)應(yīng)。
全文摘要
一種可小型化的位置傳感器，具備磁石；與磁石對(duì)置的、3個(gè)以上的磁通檢測(cè)元件，檢測(cè)磁石的磁通；及判斷電路，根據(jù)這些磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平來(lái)判斷變速桿的操作位置，磁石包含第1磁化區(qū)域和第2磁化區(qū)域，第1磁化區(qū)域形成為，在磁石沿第1直線進(jìn)行了移位時(shí)這些磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于移位距離按具有第1斜率的比例關(guān)系變化，第2磁化區(qū)域形成為，在磁石沿第2直線進(jìn)行了移位時(shí)這些磁通檢測(cè)元件的檢測(cè)信號(hào)的輸出電平對(duì)于移位距離按具有第2斜率的比例關(guān)系變化，第2直線與第1直線平行且不同于第1直線，這些斜率中的一方為正的值，另一方為負(fù)的值，這些磁通檢測(cè)元件在與第1直線及第2直線平行的一直線上分開(kāi)配置。
文檔編號(hào)G01D5/14GK102997943SQ20121035790
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月12日
發(fā)明者巖田正慶 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東海理化電機(jī)制作所