专利名称：用于确定旋转体角位置的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于确定旋转体相对于支架在旋转方向上的角位置的装置。
这种装置尤其在车辆中可用于分辨踏板、例如离合器踏板的位置，或者阀例如节气门的位置。
已知的装置包括磁通发生器和磁阻传感器，暴露于磁通下的磁阻传感器产生与磁通方向成函数关系的电信号。这种传感器容许以可靠、稳健且精确的方式对磁通的角度变化进行非接触式测量。为了避免与磁阻传感器所产生的电信号传输有关的问题，将磁阻传感器连接在支架上，而将磁通发生器连接在旋转体上。
这样，就出现了在磁阻传感器附近产生其方向连续变化的磁通的问题，该磁通方向与旋转体相对于支架的角位置成函数关系，而在覆盖至少90°的角位置范围内变化。当磁通发生器在旋转方向上设置于旋转体的一端时，就很容易克服这种问题。然而，当这种配置不可行时，情形则完全不同。
的确，磁通发生器的旋转将导致在所述磁通发生器和传感器之间的相对位移。为了保证磁通发生器不论旋转体的旋转如何都始终处于传感器附近，磁通发生器可制成环形的形式。然而，如何保证所述环形发生器产生磁通，使得磁通和传感器之间的角度作为旋转体角位置的函数而发生连续变化，这并不是显而易见的。
相反，比较容易生产(最好是扁平的)直杆形式的磁体，其可产生磁通线彼此平行的磁通。但是，除非提供大尺寸的杆件，否则磁体将快速地远离传感器，使得只能够覆盖较窄范围的角位置。
为了补救这个问题，根据本发明，磁通发生器包括交替的磁极，其构成了可产生大致平行方向上的磁通的一系列磁体。
因此，磁通发生器″从微观角度来看″表现为一系列设置成大致彼此面对的磁极，尽管磁通发生器″从宏观角度来看″是非直线的。
本发明将从以下参考附图所作的描述中而变得更加清楚，其中-
图1是根据本发明的装置处于第一位置时的示意图，-图2是图1所示装置处于第二位置时的示意图，-图3以放大比例显示了可从中切割出根据本发明的磁通发生器的片件。
图1和图2显示了一种用于确定旋转体相对于支架的角位置α的装置1。这里，旋转体包括踏板的铰链销2，其被引导而相对于车辆结构4进行旋转。
装置1基本包括固定在铰链销2上的磁通发生器6以及固定在车辆结构4上的磁阻型传感器8。
磁通发生器6呈现在大约135度扇形角范围内延伸的环形部分的形式。如图中3所示，这个磁通发生器由柔性片件14切割而成，该片件14包括一系列大致在方向18上延伸的窄条16。这些窄条16在与方向18垂直的方向上呈现大致恒定的宽度1。这些窄条通过已知的方法由涂覆上泡沫的可磁化金属颗粒构成。它们被磁化，以便交替地组成北极10和南极12。这样，两个连续的窄条16限定了磁体，其可产生在与方向18垂直的方向30上的磁通。片件14由此包括一系列磁体，其可产生在大致平行但交替变化的方向上的磁通32。
各窄条16的宽度1必须足够小，以便一旦从片件14中切割出磁通发生器6，那么不论磁通发生器6的非直线形状如何，两个连续的磁极10，12只在方向18上产生彼此相对的偏移。
因此，有利的是，磁通发生器6包括至少10个磁极，在这个示例中为15个，并且窄条宽度小于5亳米，优选小于或等于2毫米。
为了避免图1和图2的过度拥挤，这些附图中并没有显示这一系列磁极10，12，而只是显示了少量的磁通32。
传感器8包括两个物理式偏开45度的磁阻元件20，22，以及微控制器24，磁阻元件20，22连接在该微控制器24上。磁阻元件20产生了电压形式的电信号26，假设其值为Asin2α，其中A是常数，α为磁阻元件20与磁通32之间的角度，磁阻元件20暴露于该磁通32中。由于磁阻元件22相对于磁阻元件20偏开了45度，因此它将产生电压形式的电信号28，假设其值为Acos2α。
电信号26，28由微控制器24收集，其从中推断出α值在180度的范围内。由于磁通32的发生器6固定在旋转体2上，并且传感器8固定在车辆结构4上，因此角度α是旋转体角位置α的函数。在这种情况下，这两个角度是相等的，因此微控制器24就可从磁阻元件20，22所提供的信号26，28中指示出旋转体2相对于车辆结构4的角位置α。
当磁通32从一个窄条16经过下一窄条时，磁通32就改变了方向。然而，鉴于刚才所述的磁阻元件20，22的特征，尤其是与角度α相关的所生成电信号26，28的180度周期性，磁通32方向的反向并不会导致传感器8所确定的角位置的任何明显的不连续。
权利要求
1.一种用于确定旋转体(2)相对于支架(4)的角位置(α)的装置(1)，所述装置包括连接在所述旋转体上的磁通(32)的发生器(6)，以及连接在所述支架(4)上的磁阻传感器(8)，其特征在于，所述磁通(32)的发生器(6)采用环形或部分环形的形式，并且包括构成一系列磁体的交替的磁极(10，12)，所述磁体产生在大致平行方向(30)上的磁通(32)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁通发生器(6)由片件(14)切割而成，所述片件(14)包括一系列在同一方向(18)上延伸、并构成所述磁极的具有恒定宽度(l)的窄条(16)。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述窄条的宽度(l)小于5亳米。
4.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述磁通发生器(6)包括至少10个交替的磁极(10，12)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述磁通发生器(6)为在至少120度范围内延伸的部分环形的形式。
6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述磁阻传感器(8)包括两个在角度上偏开45°的磁阻元件(20，22)，以及微控制器(24)，所述微控制器(24)从所述磁阻元件传输的电信号(26，28)中确定所述旋转体(2)的角位置。
全文摘要
本发明涉及一种装置(1)，包括连接在旋转体上的磁通(32)的发生器(6)，以及连接在支架(4)上的磁阻传感器(8)。磁通发生器(6)采取环形或部分环形的形式，并且包括构成一系列磁体的交替的磁极(10，12)，所述磁体可产生在大致平行方向(30)上的磁通(32)。
文档编号G01D5/14GK1961200SQ200580002657
公开日2007年5月9日 申请日期2005年1月19日 优先权日2004年1月21日
发明者G·穆埃西 申请人:西门子Vdo汽车公司