磁场传感器装置、操纵装置以及用于确定相对位置的方法_3

文档序号:9401729阅读:来源:国知局
于产生并提供第一传感器信号,其中,第一传感器 信号反映由第一传感器110探测的磁场,该磁场由第一磁体106的第一磁场、第二磁体108 的第二磁场和可能存在的干扰磁场的叠加组成。第二传感器112构造成用于产生并提供第 二传感器信号,其中,第二传感器信号反映由第二传感器112探测的磁场,该磁场由第二磁 体108的第二磁场、第一磁体106的第一磁场和可能存在的干扰磁场的叠加组成。
[0040] 评估装置114构造成用于读取并评估第一传感器110的第一传感器信号和第二传 感器112的第二传感器信号。为此,评估装置114可借助于通信接口、例如无线地或者通过 电导线与传感器110、112相连接。评估装置114构造成用于使第一传感器信号与第二传 感器信号组合,以确定在发送器装置IOla和探测装置IOlb之间的相对位置并且进而确定 在第一组件102和第二组件104之间的、确切地说在每个部分区段102a和102b与第二组 件104之间的相对位置。在此,评估装置114构造成用于根据磁场的至少一个参数与可能 存在的干扰磁场的大小和方向无关地确定所述相对位置。在此,评估装置114可构造成用 于首先确定干扰磁场的份额并且紧接着在确定相对位置时进行考虑。可替代地,评估装置 114可构造成用于直接确定所述相对位置,其中,在确定相对位置时通过第一传感器信号和 第二传感器信号的合适的组合消除干扰磁场的份额。
[0041] 图2示出了根据本发明的实施例的用于确定相对位置的方法200的流程图。借助 于方法200可确定在布置成可彼此运动的至少两件式的第一组件和第二组件之间的相对 位置。即,例如借助于方法200可确定在图1中示出的操纵装置的组件之间的相对位置。
[0042] 在步骤210中,借助于具有至少两个磁体的、布置在第一组件处的、至少两件式的 发送器装置产生至少两个磁场。该磁场可持续地或者在受限的时间段上、例如在测量周期 期间产生。
[0043] 在步骤220中,借助于布置在第二组件处的探测装置探测磁场。探测装置具有用 于产生至少两个与磁场相关的传感器信号的至少两个传感器。在此,发送器装置的磁体布 置成可相对于彼此且可相对于探测装置运动。在此,传感器彼此邻近地布置在位于至少两 个磁体的磁场重叠区域中的探测区域中。
[0044] 在步骤230中,将探测装置的传感器信号以合适的方式相互组合,以确定在第一 组件和第二组件之间的相对位置。
[0045] 图3A示出了根据本发明的实施例的磁场传感器装置101的一部分的示意图。该 磁场传感器装置101与在图1中示出且说明的磁场传感器装置相一致或相似。在此,磁场 传感器装置101是操纵装置的一部分,其与在图1中所示且说明的操纵装置相同。在磁场 传感器装置101中示出了第一磁体106、第二磁体108、第一传感器110和第二传感器112。 此外示出了载体330、第一磁场332、第二磁场334、干扰磁场336和相对运动340。在图3A 中不出了在相对于传感器110和112的第一相对位置中的带有磁体106和108的磁场传感 器装置101。在此,第一相对位置相应于具有磁场传感器装置101的操纵装置的未被操纵的 状态。
[0046] 传感器110和112布置在载体330处。载体330例如为电路板等。传感器110和 112并排地且在横向上彼此间隔开地布置在载体330处。第一磁体106布置成与第一传感 器110相对而置。第一磁体106的一个极、在此北极与第一传感器110的感应面相对地取 向。第一磁体106构造成用于产生第一磁场332,其可被第一传感器110和第二传感器112 探测。第二磁体108布置成与第二传感器112相对而置。第二磁体108的一个极、在此南 极与第二传感器112的感应面相对地取向。第二磁体108构造成用于产生第二磁场334,其 可被第二传感器111和第一传感器110探测。
[0047] 由第一传感器110探测的磁场与第一磁体106和第二磁体108相对于第一传感器 110的位置相关。由此,由第一传感器110产生的第一传感器信号与第一磁场332和第二磁 场334相关。由第二传感器112探测的磁场与第二磁体108和第一磁体106相对于第二传 感器112的位置相关。由此,由第二传感器112产生的第二传感器信号与第二磁场334和 第一磁场332相关。
[0048] 传感器110和112布置在探测区域中,该探测区域可受到干扰磁场336影响。可如 此小地选择探测区域,使得干扰磁场336在探测区域之内几乎是均匀的,因此,传感器110 和112受到具有基本上相同的性能的干扰磁场336影响。在此,干扰磁场336的存在和大 小可能是未知的。第一磁场332和第二磁场334分别以方向矢量[Sx]示出,并且干扰磁场 336以方向矢量[St]不出。第一磁场332被干扰磁场336叠加。第二磁场334同样被干扰 磁场336叠加。由于磁体106和108相对于传感器110和112的不同的极取向,第一磁场 332与第二磁场334相反地取向。磁场332、334例如在数值上大小相同。
[0049] 在第一相对位置中,第一磁体106与第一传感器110相距第一距离,并且第二磁体108与第二传感器H2相距第二距离,其中,第一距离在测量公差之内等于第二距离。从在 图3A中示出的第一相对位置出发,第一磁体106和第二磁体108可单个地、确切地说彼此 独立地被置于借助于在图3A中的方向箭头示出的相对于传感器110和112的相对运动340 中。在此,第一磁体106和第二磁体108可达到相对于传感器110和112的相应的第二相对 位置中。由借助于传感器110和112探测的磁场可推出磁体106和108相对于传感器110 和112的相对位置。
[0050] 图3B不出了具有在相对于传感器110和112的第二相对位置中的第一磁体106 和在相对于传感器110和112的第一相对位置中的第二磁体108的图3A的磁场传感器装 置101。由此,与第二磁体108布置在第二传感器112处相比,第一磁体106更近地布置在 第一传感器110处。除了与图3A不同的相对位置以外,在此,在图3B中的图示相应于图3A 中的图示,除了以下情况,即,为了说明,在图3B中以相应的方向箭头绘出了第一磁体106 的第一磁场的磁感线,并且未不出干扰场。可看出,第一磁体106的第一磁场的磁感线穿过 第一传感器110和第二传感器112。在此,第一磁体106的第一磁场的磁感线以第一角度穿 过第一传感器110并且以与第一角度不同的第二角度穿过第二传感器112。
[0051] 下面借助图1至3B说明在模拟霍尔传感器系统中用于消除干扰信号的实施例,该 霍尔传感器系统可为磁场传感器装置101。相应地,传感器11〇、112可为霍尔传感器。这种 传感器系统对于来自外部磁场或干扰场336的外部影响的干扰很敏感,该外部磁场或干扰 场可具有永久性质或电气性质。传感器系统或磁场传感器装置101包括至少两个磁体106 和108以及至少两个模拟传感器110和112。如此选择该系统的设计方案,使得两个传感 器110、112用于识别位置并且可探测重要的干扰场336的大小和方向。由此,可借助于修 正计算消除干扰参数336。例如,可在图1中示出的评估装置114中进行相应的修正计算。 [0052] 根据实施例,根据以下公式获得干扰场336的干扰参数矢量:
[0054] $?干扰场336的干扰参数矢量
[0055] S1 :由第一传感器110感应的磁场的矢量
[0056] 由第二传感器112感应的磁场的矢量
[0057] 相应地,根据以下公式利用冗余补偿和真实性验证获得位置:
[0059] 下面说明作为基础的工作原理。
[0060] 两个相同的传感器110和112、确切地说霍尔传感器相对于两个相反地极化的磁 体106和108定位,该磁体可为永磁体或电磁体。磁体106和108可彼此独立地相对于传 感器110和112运动。通过磁场332和334的相反取向,可通过将两个利用传感器110和 112感应的场相减获得干扰场336。通过从第一传感器110的感应的磁场[S1]以及第二传 感器112的感应的磁场[S2]减去干扰场336可获得相对位置。紧接着,通过两个纯粹的感 应的值验证该相对位置的真实性。由此,在此两个传感器110和112用于位置探测以及真 实性验证,并且也用于获得干扰场336并且在考虑干扰场336的情况下使位置探测变清楚。
[0061] 下面参考图1至3B说明用于选择机动车的变速器档位的按键开关的实施例。该 按键开关仅仅示例性地包括四个按键,其分别具有
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1