速度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及速度傳感器，尤其用于行車記錄儀，其不受外部干擾磁場的影響。這種傳感器例如可避免干擾行車記錄儀的記錄。
【背景技術(shù)】
[0002]行車記錄儀從速度傳感器接收數(shù)字信號，該行車記錄儀(tachograph)例如依據(jù)時(shí)間，用圖表記錄車輛駕駛的歷史，諸如車速、駕駛時(shí)間和中途停留。速度傳感器通常被定位在車輛變速箱中，并掃描變速箱的輸出軸上的齒輪的速度。典型地，使用具有霍爾傳感器的速度傳感器?；魻杺鞲衅饕詮募s0.5至2_的距離緊靠齒輪的邊緣放置。在駕駛期間，所述齒輪與車速成正比旋轉(zhuǎn)，且總是在齒輪齒經(jīng)過霍爾傳感器前面時(shí)，霍爾傳感器的基礎(chǔ)磁鐵的磁力線被會(huì)聚于霍爾傳感器的中心，因此使得霍爾傳感器輸出電壓增加。相反地，當(dāng)齒輪的齒之間的齒隙經(jīng)過霍爾傳感器前面時(shí)，磁力線被稀釋且磁場強(qiáng)度降低，這導(dǎo)致霍爾傳感器的輸出電壓下降。來自于霍爾傳感器的輸出電壓信號是模擬的，且在霍爾傳感器的電子電路中，該模擬信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，該數(shù)字信號進(jìn)入行車記錄儀，在那里，信號被處理以示出車輛駕駛歷史的圖表的或其它的記錄。在掃描旋轉(zhuǎn)的齒輪時(shí)大體上具有正弦特征的模擬信號，僅僅在超過來自于霍爾傳感器的輸出電壓的預(yù)定的上和下閾值時(shí)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，該輸出信號為霍爾傳感器中心處的磁場強(qiáng)度的函數(shù)。當(dāng)霍爾傳感器的基礎(chǔ)磁場受干擾磁場影響時(shí)，兩個(gè)磁場相互干涉，以使得，取決于兩個(gè)磁鐵即干擾磁鐵的磁鐵和霍爾傳感器的磁鐵的相互的極性，霍爾傳感器中心處的合成磁場的強(qiáng)度增加或降低，該干擾磁場例如通過將具有強(qiáng)干擾磁場的磁鐵附連在速度傳感器附近的變速箱殼體來生成。結(jié)果是，以來自于霍爾傳感器的模擬信號形式的輸出電壓增加或降低，以使得輸出電壓的預(yù)定閾值不再被超過且速度傳感器的輸出數(shù)字信號具有恒定的值，在該輸出電壓上，模擬信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。相應(yīng)地由于數(shù)字信號的任何變化或頻率的缺失，即使在車輛移動(dòng)時(shí)，行車記錄儀記錄了車輛的靜止模式。
[0003]還已知的是，具有霍爾傳感器的速度傳感器和模擬信號到數(shù)字信號的電子處理相對于模擬信號的上和下峰值是自我調(diào)節(jié)的，以使得模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換僅僅在霍爾傳感器中心處的磁場強(qiáng)度在霍爾傳感器的靈敏度之外時(shí)，即在絕對值大約1mT之下或絕對值大約500mT之上時(shí)，是缺失的，其中，超過該上和下閾值使得模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。相反，當(dāng)霍爾傳感器中心處的磁場強(qiáng)度處于它的靈敏度的范圍內(nèi)時(shí)，即，處于約1mT和約500mT之間時(shí)，模擬信號總是被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在這種情形中，相應(yīng)地霍爾傳感器中心處的磁場的力量或強(qiáng)度，由霍爾傳感器的磁鐵的磁場和緊鄰利用霍爾傳感器的磁性速度傳感器定位的干擾磁鐵的磁場之間的干涉來確定。
[0004]上述速度傳感器的共同的缺點(diǎn)在于，當(dāng)它們被暴露于外部干擾磁場時(shí)，霍爾傳感器中心處的磁場可被減小或放大到這樣的程度，以使得它離開霍爾傳感器的靈敏度范圍，且輸出模擬信號丟失。目前，市場上可獲得的霍爾傳感器響應(yīng)于從大約1mT至大約500mT靈敏度范圍內(nèi)的磁場強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種速度傳感器，其不易受到緊鄰速度傳感器放置的可獲得的永久磁鐵的外部干擾磁場的影響，且其提供關(guān)于由這種速度傳感器所感測的齒輪或磁性標(biāo)記的速度的精確和未失真的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]上面討論的缺陷和缺點(diǎn)被避免，并通過包括具有第一磁探測器的第一磁傳感器的速度傳感器實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，第一磁探測器被連接到用于將輸出模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電子電路，由此，來自于第一磁探測器的輸出電壓的上和下閾值相對于模擬信號的上和下峰值是自調(diào)節(jié)的，超過該閾值時(shí)，第一模擬信號被轉(zhuǎn)換成第一數(shù)字信號，且由此，第一基礎(chǔ)磁鐵的南極接合第一磁探測器，作為基本特征，速度傳感器包括具有第二磁探測器的第二磁傳感器，第二磁探測器也被連接到用于將它的第二輸出模擬信號轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號的電子電路，由此，來自于磁探測器的輸出電壓的上和下閾值，相對于模擬信號的上和下峰值是自調(diào)節(jié)的，超過該閾值時(shí)，第二模擬信號被轉(zhuǎn)換成第二數(shù)字信號，并且由此，第二基礎(chǔ)磁鐵的北極接合第二磁探測器，且兩個(gè)磁探測器的軸之間的距離等于或小于所感測的齒輪的齒的寬度或所感測的盤的磁性標(biāo)記的寬度。
[0007]速度傳感器的所述布置通過外部干擾磁場，避免了第一和第二磁探測器的兩個(gè)相反取向的基礎(chǔ)磁鐵的磁場的同時(shí)消除或減小，以使得，在最壞的情況下，僅僅來自于兩個(gè)磁探測器中的一個(gè)基礎(chǔ)磁鐵的磁場強(qiáng)度是在磁探測器的靈敏度范圍之外。其它磁探測器，在齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生具有比只對應(yīng)于基礎(chǔ)磁鐵的磁場的那些電壓值更高的電壓值的模擬信號，該其它磁探測器暴露于它的基礎(chǔ)磁鐵的磁場并由干擾磁鐵的磁場所加強(qiáng)。所述加強(qiáng)的磁場不超過霍爾傳感器的靈敏度范圍，這是因?yàn)槟壳皼]有磁鐵可獲得，該磁鐵具有相應(yīng)的尺寸并可被附連到變速箱且能夠在磁探測器被定位的位置處產(chǎn)生超過磁探測器的靈敏度極限的磁場強(qiáng)度。
[0008]有利的是，如果來自于第一和第二磁傳感器的第一和第二數(shù)字信號，在RS門電路中被統(tǒng)一成單個(gè)輸出數(shù)字信號，該單個(gè)輸出數(shù)字信號的上升門復(fù)制先前的第一或第二數(shù)字信號的上升門，而該單個(gè)輸出數(shù)字信號的下降門復(fù)制先前的第一或第二數(shù)字信號的下降門。該布置使得速度傳感器能產(chǎn)生提供關(guān)于齒輪的速度的信息的單個(gè)輸出信號。
[0009]優(yōu)選地，速度傳感器可配有處理器，用于比較第一和第二數(shù)字信號以及用于在檢測到所述數(shù)字信號之間的偏差時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號。
[0010]該報(bào)警信號指示影響磁速度傳感器的企圖。
[0011 ] 如果磁傳感器為霍爾傳感器并且磁探測器為霍爾探測器，也是有利的。
[0012]這是最簡單的方案，因?yàn)樗捎谜宫F(xiàn)穩(wěn)定特性的易于獲得的部件。
[0013]如果需要速度傳感器對磁場是更敏感的，那么如果磁傳感器為磁阻傳感器且磁探測器為磁阻探測器是有利的。
【附圖說明】
[0014]根據(jù)附圖，闡釋了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中單個(gè)附圖示出了:
[0015]圖1為當(dāng)齒出現(xiàn)在霍爾探測器前時(shí)的基礎(chǔ)磁鐵的磁力線的示意圖；
[0016]圖1b為當(dāng)齒隙出現(xiàn)在霍爾探測器前時(shí)的基礎(chǔ)磁鐵的磁場線的示意圖；
[0017]圖2a為當(dāng)齒出現(xiàn)在霍爾探測器前時(shí)的基礎(chǔ)磁鐵和干擾磁鐵的描繪的磁場線的示意圖，由此干擾磁鐵磁性取向與基礎(chǔ)磁鐵相反；
[0018]圖2b為當(dāng)齒隙出現(xiàn)在霍爾探測器前時(shí)的基礎(chǔ)磁鐵和干擾磁鐵的描繪的磁場線的示意圖，由此干擾磁鐵磁性取向與基礎(chǔ)磁鐵相反；
[0019]圖3a為當(dāng)齒出現(xiàn)在霍爾探測器前時(shí)的相關(guān)基礎(chǔ)磁鐵和干擾磁鐵的描繪的磁力線的示意圖，由此干擾磁鐵磁性取向與基礎(chǔ)磁鐵一致；
[0020]圖3b為當(dāng)齒隙出現(xiàn)在霍爾探測器前時(shí)的基礎(chǔ)磁鐵和干擾磁鐵的描繪的磁力線的示意圖，由此干擾磁鐵磁性取向與基礎(chǔ)磁鐵一致；
[0021]圖4為具有齒輪的磁速度傳感器的示意圖；
[0022]圖5為速度傳感器中的霍爾傳感器的布線圖；
[0023]圖6呈現(xiàn)了示出來自于霍爾傳感器和來自于沒受干擾磁鐵影響的速度傳感器的數(shù)字輸出的曲線圖；
[0024]圖7呈現(xiàn)了示出來自于霍爾傳感器和來自于受干擾磁鐵的南極影響的速度傳感器的數(shù)字輸出的曲線圖；
[0025]圖8呈現(xiàn)了示出來自于霍爾傳感器和來自于受干擾磁鐵的北極影響的速度傳感器的數(shù)字輸出的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖la_3b示出了當(dāng)齒輪20的齒201位于霍爾探測器30前的時(shí)刻以及當(dāng)齒201之間的齒隙202出現(xiàn)在霍爾探測器30前的時(shí)刻的兩個(gè)時(shí)刻的霍爾傳感器3的相關(guān)基礎(chǔ)磁鐵31的相應(yīng)磁場或磁力線的曲線圖。示意性闡釋的霍爾傳感器3包括霍爾探測器30和基礎(chǔ)磁鐵31，基礎(chǔ)磁鐵31以其南極S朝向霍爾探測器30取向。如圖1a中所示的，當(dāng)齒201位于霍爾探測器30前面時(shí)，基礎(chǔ)磁鐵31的磁力線以大密度穿過霍爾探測器30的中心，而當(dāng)齒隙202出現(xiàn)在霍爾探測器30前時(shí)，磁力線不穿過霍爾探測器30的中心，參見圖lb。
[0027]同圖1a和Ib—樣，圖2a和2b示出了基礎(chǔ)磁鐵31的磁力線的曲線圖，然而，該磁力線受外部干擾磁鐵5的磁場或磁力線的影響，該外部干擾磁鐵的北極N朝向齒輪20，即在該意義上，其與霍爾傳感器3的基礎(chǔ)磁鐵31的取向相反。如圖2a中所示，當(dāng)齒201出現(xiàn)在霍爾傳感器3前時(shí)，相同取向的干擾磁鐵5的干擾磁場，在霍爾探測器30的中心處產(chǎn)生較高的磁力線密度，并因此加強(qiáng)了磁場。當(dāng)齒隙202出現(xiàn)在霍爾探測器30前時(shí)，磁力線不會(huì)穿過霍爾探測器30的中心。
[0028]同圖2a和2b —樣，圖3a和圖3b不出了基礎(chǔ)磁鐵31的磁力線和外部干擾磁鐵5的干擾磁場的曲線圖，然而，外部干擾磁鐵5以其南極S朝向齒輪20取向，即沿與基礎(chǔ)磁鐵31的取向相同的方向取向。如圖3a和3b中顯示的，相互排斥的磁場使得，既不在齒201出現(xiàn)在霍爾傳感器3前時(shí)(圖3a)的情況下，也不在齒隙202出現(xiàn)在霍爾傳感器3前時(shí)(圖3b)的情況下，有磁力線穿過霍爾探測器30的中心，S卩，沒有磁場出現(xiàn)在該區(qū)域，或者磁場如此弱以致其值在霍爾傳感器3的靈敏度范圍之外。
[0029]如前述顯示的，外部干擾磁鐵5僅僅在霍爾探測器30的基礎(chǔ)磁鐵31和干擾磁鐵5取向相同時(shí)，可使得霍爾探測器30失去作用。相反地，如果該磁鐵沿相反方向取向，霍爾探測器30中心處的磁場被加強(qiáng)，其導(dǎo)致分別增強(qiáng)了它的作用