位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下，本实用新型中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。
[0048]图1为本实用新型传感器系统的立体结构示意图。
[0049]如图1所示，传感器系统包括有对应汽车变速箱换挡轴101运动的磁铁装置105，以及感测磁铁装置运动的传感器100，传感器100包括两路空挡位置信号感测线路和两路倒挡位置信号感测线路。磁铁装置105设置在换挡轴101上并随换挡轴101—起运动。换挡轴101可以沿着轴线H-H’做来回或往返的直线运动(图中箭头AA’方向)，也可以沿着轴线B的横切方向以轴线H-H’为圆心做来回或往返的旋转运动(图中箭头BB’方向)。
[0050]磁铁装置105两块磁铁，分别包括用于反映换挡轴101在空挡位置的空挡磁铁1052和用于反映换挡轴101在倒挡位置的倒挡磁铁1053，空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053呈T型布局:空挡磁铁1052沿换挡轴101的轴线方向设置，倒挡磁铁1053为圆弧形，沿换挡轴101的轴线横向设置，且空挡磁铁1052与倒挡磁铁1053的磁极方向相反，空挡磁铁1052的N极向上、S极向下，倒挡磁铁1053的N极向下、S极向上；同样，两块磁铁各自磁性相反设置也可以达到同样效果。空挡磁铁1052的长度足以覆盖在换挡轴101直线移动的长度有效探测区域上，倒挡磁铁1053的弧度跨度足以覆盖在换挡轴101旋转移动的有效探测区域上，空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053跟随换挡轴101做直线和旋转运动。
[0051]两路空挡感测线路和倒挡感测线路，分别为两路空挡感测线路(112、114)和两路倒挡感测线路(116、118)。感测线路包括有多个感应元件单独提供感测信号，感测空挡磁铁1052运动的感应元件分别为并排的开关霍尔感应元件:空挡位置信号感测元件104和空挡位置冗余信号感测元件104’，设置在空挡磁铁1052的上方(或附近位置)，当空挡磁铁1052运动到空挡位置信号感测元件104和空挡位置冗余信号感测元件104’感测的区域，并感测到空挡磁铁1052的磁场(或磁通)的变化，在特定时间拾取相应的数据，且磁感应强度(磁感应线)达到一定值时，空挡位置信号感测元件104和空挡位置冗余信号感测元件104’会分别向空挡感测线路112和空挡冗余感测线路114发出空挡位置信号(NPS)和空挡位置冗余信号(NPSK)。同理，感测倒挡磁铁1052的感应元件分别为并排的开关霍尔感应元件:倒挡位置信号感测元件106和倒挡位置冗余信号感测元件106’，同时设置在倒挡磁铁1053的上方(或附近位置)，当倒挡磁铁1053运动到倒挡位置信号感测元件106和倒挡位置冗余信号感测元件106，的感测区域，并感测到倒挡磁铁1053的磁场(或磁通)的变化，在特定时间拾取相应的数据，且磁感应强度(磁感应线)达到一定值时，倒挡位置信号感测元件106和倒挡位置冗余信号感测元件106’会向倒挡感测线路116和倒挡冗余感测线路118发出倒挡位置信号(RPS)和倒挡位置冗余信号(RPSK)。
[0052]本实用新型的感测元件(空挡位置信号感测元件104和空挡位置冗余信号感测元件104’、倒挡位置信号感测元件106和倒挡位置冗余信号感测元件106’)采用的是开关霍尔感应元件，开关霍尔感应元件的工作电压为5V-12V，电压范围更广，不需要额外增设稳压器，节省成本;而且开关霍尔感应元件的体积更小，只有3D霍尔感应元件的四分之一，更节省汽车变速箱的空间。
[0053]在图1中，本实用新型的空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053，空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053，两者之间留有间隔并呈T型布局，设置在磁铁托架160上形成一体件。其中，空挡磁铁1052沿换挡轴101的轴线方向设置，倒挡磁铁1053为圆弧形，沿换挡轴101的轴线横向设置，且空挡磁铁1052与倒挡磁铁1053的磁极方向相反，这种设置使得空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053产生的磁场分布方向也是相反的。这种成磁场方向错开的设计使得空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053的磁场信号分布不会在一个方向上叠加，空挡感测元件和倒挡感测元件各自感测空挡磁铁1052和倒挡磁铁1053，两个磁铁的磁场不会相互干扰。此外，本实用新型使用的开关霍尔感应器需要在跳变位置磁场值大小变化明显的磁场分布，若磁场叠加会使得跳变位置磁场强度加大，磁场值大小变化不明显，感测元件的感测的灵敏度会降低，具体见图7。
[0054]图2为本实用新型传感器系统的电路结构示意图；
[0055]如图2所示为传感器系统的两路空挡感测线路和倒挡感测线路的基本电路结构，空挡感测线路112和空挡冗余感测线路114接收空挡位置信号感测元件104和空挡位置冗余信号感测元件104’感测磁场大小产生的空挡位置信号，感测元件感测的空挡位置信号为线性的模拟信号，感测线路设有处理电路130(见图3)对信号进行数模转换等处理分析，将处理分析得到的数字形式的空挡位置信号NPS和空挡位置冗余信号NPSK发送给保护电路120，保护电路120将处理好的空挡位置信号NPS和空挡位置冗余信号NPSK发动给汽车控制系统。
[0056]倒挡感测线路116和倒挡冗余感测线路118的信号处理方式与空挡感测线路空挡感测线路112和空挡冗余感测线路114相同。其中处理电路130的内部结构和处理流程具体见图3。
[0057]图3为本实用新型传感器系统中处理器的内部结构示意图；
[0058]空挡感测线路112和空挡冗余感测线路114、倒挡感测线路116和倒挡冗余感测线路118这四路线路都是独立运行的，每路线路中都设有相同的处理器(处理线路)结构。以空挡感测线路112为例予以说明，如图3所示:处理电路130中设有存储器131、处理器132、A/D转换电路134等。存储器131内预先存储有感应元件在模拟程序中测量得到的，对应于换挡轴1I处在空挡位置时的模拟输出值Wo (对应磁场大小的阈值)；处理器132设有两个输入端:输入端133和输入端135，以及一个输出端137。输入端133连接存储器131，接收模拟输出值Wq ;输入端135连接A/D转换电路134，A/D转换电路134接收感应元件104的输出值W，并将模拟信号的输出值W转换成处理器132能够识别使用的数字信号。
[0059 ]处理器132比较实时的输出值W和模拟输出值Wo，当实时的输出值W超过空挡位置的模拟输出值Wo时，处理器132通过输出端137发出空挡的位置信号(高电平信号)；当实时的输出值W小于或不超过该模拟输出值Wo时，处理器132发出非空挡位置信号(低电平信号)(具体见图5-6)。
[0060]事实上，空挡冗余感测线路114、倒挡感测线路116和倒挡冗余感测线路118在信号的处理方式上采用与空挡感测线路112相同的方式，其各自的输出端(147、157、167)都将信号输出到保护电路120内，由保护电路120发送到汽车控制系统ECU。其中，处理器132处理信号的具体方法还可以引用申请号为201420562060.8的中国实用新型中处理器处理信号的方法。
[0061 ]图4为本实用新型换挡轴移动路线示意图。
[0062]如图4所示，汽车变速箱包括倒挡R挡、前进挡1、2、3、4、5、6挡以及空挡N挡一共8个挡位(事实上，其他更多挡位的设置也可以采用本实用新型的传感器系统)，其中空挡N挡在中间沿路径211运动，R、1、3、5挡在空挡一侧，2、4、6挡在空挡另一侧且与1、3、5挡对齐。拨动汽车的换挡杆使得换挡轴101在各挡位之间沿图中箭头所示的线路做运动，在平面上可以分解为沿A箭头方向的来回运动和B箭头方向的来回运动。
[0063]图中阴影部分221表示空挡位置范围，例如换挡轴101旋转幅度为±5°时的范围；阴影部分221两侧为挂挡位置范围，表示换挡轴101旋转到倒挡R或前进挡位上，例如换挡轴101旋转幅度为±20°时的范围。阴影部分222表示倒挡轴向位置，表示换挡轴101直线运动到倒挡挡位的一侧，包括倒挡位置与之相邻的空挡位置;阴影部分222右侧为前进挡轴向位置，表示换挡轴101直线运动到前进挡挡位的一侧。
[0064]空挡位置信号感测元件104和空挡位置冗余信号感测元件104’可以感测变速箱换挡轴101在各个挡位的位置。当换挡轴101做旋转运动横向进入挂挡挡位范围，即挡位R或前进挡挡位(包括挡位1、挡位2、挡位3、挡位4、挡位5和挡位6)时，空挡位置信号感测元件104和空