位置传感器及位置感测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及位置感测领域，特别设及一种汽车变速器挡位感测传感器。
【背景技术】
[0002] 位置传感器有已经广泛的应用于各个工业领域，例如汽车控制系统。由于在起停 系统中需要判断空挡和倒挡位置来使TCU判断当前状态时发动机焰火还是运作同时是处 于前进还是倒挡，所W需要相关的空挡位置传感器和倒挡位置传感器。运些传感器安装于 变速箱壳体外侧，并将感测磁铁安装于换挡杆上，通过换挡杆在入挡时转动和选挡时的直 线移动带动磁铁，来使传感器感测挡位。
[0003] 现有技术中，对传感器的设置多采用分离式布局，即将空挡位置感测和倒挡位置 感测用两个独立的传感器实现，空挡位置传感器位于整个换挡范围的中央，对所有挡位均 有磁场感测，当且仅当进入空挡时开关才被触发；倒挡维持传感器位于倒挡附近，当且仅当 进入倒挡是开关才被触发。空挡和倒挡位置传感器一般都没有冗余设计，运样会导致几个 问题出现：客户端变速箱需要开辟两个区域用了装配两种传感器，且换挡杆上也需要留出 两块磁铁的安装位置；由于系统需要同时采集两个触感器的信号来判断挡位，如果没有冗 余设计，当任何一个位置传感器信号发生错误时，系统无法正常判断，导致整车故障。
【发明内容】
[0004] 本实用新型欲解决W上技术问题，其目的之一提供一种位置传感器，具体的： 阳〇化]一种位置传感器，用于感测变速器空挡位置和倒挡位置；所述变速器的换挡杆上 固定设有磁铁，所述位置传感器包括：
[0006] 两路空挡感测线路，每路空挡感测线路设有一个感应单元，两个感应单元同步感 测所述磁铁的运动，并分别产生两路信号，其中一路信号为空挡位置信号，另一路信号为空 挡位置冗余信号；
[0007] 两路倒挡感测线路，每路倒挡感测线路设有一个感应单元，两个感应单元同步感 测所述磁铁的运动，并分别产生两路信号，其中一路信号为倒挡位置信号，另一路为倒挡位 置冗余信号。
[0008] 如前文所述的位置传感器，还包括：
[0009] 与两路空挡感测线路的输出相连的第一比较器，用于比较空挡位置信号（NP巧和 空挡位置冗余信号（NPSK)，当空挡位置信号（NP巧和空挡位置冗余信号（NPSK)正常时则同 时输出正常的空挡位置状态信号（NPS')和空挡位置冗余状态信号（NPSK');当空挡位置 信号（NP巧和空挡位置冗余信号（NPSK)中至少一个异常时则输出异常的空挡位置状态信 号（NPS')和/或空挡位置冗余状态信号（NPSK'）；
[0010] 与两路倒挡感测线路的输出相连的第二比较器，用于比较倒挡位置信号（RP巧和 倒挡位置冗余信号（RPSK)，当倒挡位置信号（RP巧和倒挡位置冗余信号（RPSK)正常时则同 时输出正常的倒挡位置状态信号（RPS')和倒挡位置冗余状态信号（RPSK');当倒挡位置 信号（RP巧和倒挡位置冗余信号（RPSK)中至少一个异常时则输出异常的倒挡位置状态信 号（RPS'）和/或倒挡位置冗余状态信号（RPSK'）。
[0011] 如前文所述的位置传感器，每个所述比较器（11〇、112)对相应的位置信号 (NPS，NPSK，RPS，RPSK)进行诊断，判断对应的处理器（106、108)是否供电电压过低，当处理 器（1〇6、108)供电电压过低时，对应的比较器进行欠压诊断，并发出电源失压信 号或电源输入故障信号。
[0012] 如前文所述的位置传感器，每个所述比较器（11〇、112)对相应的位置信号 (NPS，NPSK，RPS，RPSK)进行诊断，判断位置信号（NPS，NPSK，RPS，RPSK)是否电流过大；当位 置信号（NPS，NPSK，RPS，RPSK)电流过大时，对应的比较器（110、112)进行短路诊断，并发出 短路信号。
[0013] 如前文所述的位置传感器，每个所述比较器（11〇、112)对相应的位置信号 (NPS，NPSK，RPS，RPSK)进行诊断，判断位置信号（NPS，NPSK，RPS，RPSK)是否磁场饱和，当位 置信号（NPS、NPSK、RPS、RPSK)是磁场饱和时，对应的比较器（11〇、112)进行内部算法错误 诊断，并发出磁铁丢失信号。
[0014] 如前文所述的位置传感器，每个所述比较器（11〇、112)对相应的位置信号 (NPS，NPSK，RPS，RPSK)进行诊断，判断位置信号（NPS，NPSK，RPS，RPSK)是否丢磁；当位置信 号（NPS，NPSK，RPS，RPSK)是丢磁时，对应的比较器（110、112)进行丢磁诊断，并发出磁铁丢 失f目号。
[0015] 如前文所述的位置传感器，还包括：
[0016] 控制线路，所述控制线路接收从所述第一比较器输出的空挡位置状态信号（NPS') 和空挡位置冗余状态信号（NPSK');所述控制线路还接收从所述第二比较器输出的倒挡位 置信号（RPS')和倒挡位置冗余状态信号（RPSK');
[0017] 所述控制线路基于空挡位置状态信号（NPS')、空挡位置冗余状态信号（NPSK')、 倒挡位置状态信号（RPS')和倒挡位置冗余状态信号（RPSK')四路状态信号，产生并输出 控制信号。
[0018] 如前文所述的位置传感器，所述控制线路对所述四路状态信号进行整体判断，并 指示同时出现空挡位置信号（NP巧和倒挡位置信号（RP巧的状态。
[0019] 如前文所述的位置传感器，当四路状态信号中某一路信号始终为高电平H而其他 =路信号为正常状态时，所述控制线路判断位置传感器的故障状态为该路高电平信号的电 源输入或输出电路短路或者该路位置信号丢失。
[0020] 如前文所述的位置传感器，当四路状态信号中某一路信号始终为低电平L而其他 =路为正常状态时，所胡控制线路判断位置传感器（100)的故障状态始终为路低电平信号 的接地线路或输出电路短路。
[0021] 如前文所述的位置传感器，当四路状态信号全部始终为低电平L信号时，所述控 制线路判断位置传感器的故障状态为四路状态信号的电源输入和接地电路短路、电源失 压、磁铁丢失或电源输入故障。
[0022] 如前文所述的位置传感器，四路状态信号中，当空挡位置状态信号（NPS')和空挡 位置冗余状态信号（NPSK')同时始终为低电平L信号，其他两路状态信号正常，则所述控制 线路判断空挡位置状态信号（NPS')和空挡位置冗余状态信号（NPSK')的输出电路短路； 当倒挡位置状态信号（RPS')和倒挡位置冗余状态信号（RPsr)同时始终为低电平L信号， 其他两路状态信号正常，则所述控制线路判断倒挡位置状态信号RPS'和倒挡位置冗余状态 信号RPSK'的输出电路短路。
[0023] 如前文所述的位置传感器，四路状态信号中，当空挡位置状态信号（NPS')和空挡 位置冗余状态信号（NPSK')两路信号中的一路始终为低电平L或始终为高电平H信号，另 一路信号正常状态，同时倒挡位置状态信号（RPS')和倒挡位置冗余状态信号（RPSK')两 路信号中的一路始终为低电平L或始终为高电平H信号，另一路正常功能，则所述控制线路 判断该始终为低电平L或始终为高电平H信号的两路信号输出电路短路。
[0024] 如前文所述的位置传感器，所述控制线路从空挡位置状态信号（NPS')和空挡位 置冗余状态信号（NPSK')两路信号中，或从倒挡位置状态信号（RPS')和倒挡位置冗余状 态信号（RPSK')两路信号中，选择正常状态的信号作为控制信号来指示运行或贩脚运行。
[0025] 如前文所述的位置传感器，所述两路空挡感测线路各设有两个独立3D霍尔感应 器，分别用于产生所述空挡位置信号（NP巧和空挡位置冗余信号（NPSK)，形成一组互补信 号对；
[00%] 所述两路倒挡感测线路各设有两个独立3D霍尔感应器，分别用于产生所述倒挡 位置信号（RP巧和倒挡位置冗余信号（RPSK)，形成一组互补信号对。
[0027] 如前文所述的位置传感器，所述两路空挡感测线路中的两个感应单元位于整个换 挡范围的中央，对所有挡位均有磁场感应；
[0028] 当且仅当换挡杆进入空挡范围时，所述两路空挡感测线路中的两个感应单元发出 空挡位置信号（NP巧和空挡位置冗余信号（NPSK)。
[0029] 如前文所述的位置传感器，所述位置传感器为一体件。
[0030] 如前文所述的位置传感器，所述两路空挡感测线路相互独立；所述两路倒挡感测 线路相互独立。
[0031] 如前文所述的位置传感器，所述位置传感器为汽车变速器的挡位感测传感器。
[0032] 本实用新型的目的之二是提供一种位置感测系统，具体包括：
[0033] 一种位置感测系统，包括：如前文所述的位置传感器，W及固定设置在变速器换挡 杆上的磁铁；所述空挡感测线路中的感应单元位于整个换挡范围的中央，对所有挡位均有 磁场感应。
[0034] 如前文所述的位置感测系统，所述磁铁为一体件。
[0035