专利名称：转动机构的运动状态传感装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测转动机构的运动状态，包括其旋转速度、旋转方向等运动状态的传感装置，首先且特别适宜、但并非仅限用于对机动车的速度和/或进退方向等运动状态进行检测的传感装置。
背景技术：
对于转动机构，如机动车等交通工具运行状态中的速度/或方向的运行状态，以及许多工业领域中运转设备等运行中的旋转速度和/或旋转方向等运动状态进行实时检测，并以该检测结果作为其它控制操作的依据，是经常需要和必不可少的。以自动变速机动车为例，为保证行驶过程的正常、安全，其对车速和车速的方向均有着特殊的要求，其中主要反映在对车速和行驶方向的高分辩度、高可靠度和高瞬态响应的传感要求，这些要求具体体现在车速的传感作为自动变速的重要变速参数，特别是低速行驶、自动巡航和起步阶段等，均要求对控制系统提供高精度和高分辩度的车速传感信号；自动变速车辆在行驶过程，控制系统需要外部提供高可靠度的行驶方向信号，以正确处理行驶过程中人为的误操纵；在坡道起步过程中，对车速的速度/方向识别的分辨度、响应度要求更高，如坡道起步时的反滑识别，这种分辨度和瞬态响应程度直接反映出整车反滑的距离，反滑的距离又直接与坡道起步的行车安全相关。
已有的关于机动车的电子式车速和/或方向传感器或传感方式的文献报道包括日本专利JP2004212347中公开了一种仅用一只传感器，通过对带有齿形的环状永磁体进行转速和方向的传感，其中在转向识别中，采用了不对称三角齿形所传感到的不对称三角波来进行方向识别。这一技术在应用于特定条件下的转速和转向的传感，不失为一种较好的方式。但其不足在于三角齿形的长斜边的长短(不对称磁场的不对称度)决定了转动方向传感的可靠度，当希望获得高可靠度的方向信号时，其长边愈长，但同时会使转速传感的分辨度降低，反之，当希望获得高分辨度的转速信号时，长短边的长短比例必然缩小，使转向的可靠性降低。因此该文献中对转速和转向的传感是相互矛盾的两方面，在实际应用中常难以两者兼故，特别是不适合于机动车的行驶车速和行驶方向的检测。
在美国专利US3,728,565提出的“轴的方向和转速的传感装置”中，公开了一种用两个传感器对一个转轴进行转动方向的检测，利用两个传感器与传感对象的前后物理位置来获得各个输出的相位差，并通过相位差关系的鉴别技术来进行转向的识别，可以避免上述文献的缺陷。同时，通过一种方式还可从中获得转速信号。在此基础上通过采用不同的磁传感方式，不同的相位的方向识别技术，可以获得不同的效果。
中国专利02276822.X(公告号CN 2553383Y)公开了一种“相位输出磁电传感器”，通过两个测速磁头对转动的齿轮进行转速和转向的识别。其磁头的传感对象是齿轮，是一种铁磁传感方式。由于齿轮是一种软磁材料，用齿轮作为铁磁传感中的传感源时，当齿轮的一个齿尖转过传感器时被外部磁场磁化时，会有磁滞现象；当该齿尖离开传感器失去外部磁场时，还具有剩磁效应。因此，在铁磁传感方式中，磁感应强度的变化总是落后于外部磁场的变化，即传感器的输出状态总是滞后于外部的传感状态。由于剩磁效应的存在，以及铁磁传感作为一种弱磁传感方式，其中对传感对象的转速和软磁材料的形状(如齿轮的齿距、齿形等)、环境温度等均有着一定的限制，因此，不适宜高稳定、高转速、高瞬态响应的转速和转向的传感。与之类似的技术还体现在如US 4,370,614等文献中。
在日本汽车学会“学术讲演会前刷集No.34-03”中，公开了一种“关于刹车控制系统用于坡道的车速传感器”，其中采用了两个磁传感器对永磁体轮进行转速和方向的检测，并用于车辆坡道起步过程的反向滑行检测。当检测到有反向滑行信号时，启动一种制动装置来控制滑行距离。由于文献中对方向信号的识别是建立在一种脉冲形状的基础上的，因此对方向信号的识别必须经过一个脉冲周期后才能获得，因此对方向识别的瞬态响应不高。
基于瞬态响应对于车辆方向识别的重要性，德国专利PCT/EP2004/000782公开的“一种机动车辆传动的控制方法和装置”中，为了提高方向识别的瞬态响应时间，除用两个传感器S1和S2来识别车辆方向外，还采用了第三传感器S3，通过S3对应的一个对应的经机械升速后的感应轮来获得更高的频率，在这个更高频率的一个同期内对S1、S2输出的相位差进行识别，这虽然相对提高了方向识别的瞬态响应程度，但其结构较为复杂。
对其它领域中使用的类似旋转机构，同样存在有对其运行过程中的旋转速度和/或旋转方向进行传感、检测或监视的需要。
发明内容
针对上述情况，本发明将提供一种能瞬态检测和反映转动机构的旋转速度、旋转方向等运动状态的传感装置，可以适用于多种领域中的转动机构的运动状态进行检测。在此基础上，本发明进一步的目的是提供一种特别适用于机动车的速度/方向传感器，使其在寿命长、结构体积小和多功能低成本的基础上，还能实现高分辩度、高可靠度和高瞬态响应，并在不影响传感分辩度的情况下，可比现有公开的车速传感器的有效体积和传感源传感极性数量减小一半以上。这种高分辩度、高可靠度和高瞬态响应的车辆方向和车速传感信号，对于自动变速机动车的控制具有重要意义。
本发明的转动机构的运动状态传感装置，其结构为设置有永磁体传感源的旋转单元被支撑在支承单元上，在与永磁体传感源的旋转轨迹相适应的磁性传感作用范围内设置有与永磁体传感源相适应的传感单元。在与永磁体传感源的旋转运动轨迹相适应的磁性传感作用范围内设置有至少一个所说的该传感器组，其中至少包括有两个以间距方式设置的传感单元；传感器组中的至少两个传感单元分别与用于对其传感信号的时序变化进行判断的运算比较电路相连接。其中所说的该运算比较电路中应包括有用于对其传感信号变化的时序状态进行比较的正/反(或进/退)方向判别电路，和对传感信号变化的时序作微分处理的速度合成电路中的至少一种。其中所说的永磁体传感源，可以选则常用的钕铁硼或其它适当的磁性材料制成。
作为进一步提高传感精度的措施，该永磁体传感源可以至少设置为两个，甚至可以为沿所说的旋转轨迹圆周以等间隔方式设置的更多个。多个永磁体传感源的最方便设置方式，是将各永磁体传感源结构设置在所说旋转单元上与其同一旋转轨迹相对应的圆周部位上。所说的永磁体传感源在旋转单元上的具体设置形式，可以采用在如圆柱或圆盘等常用形式旋转单元体上呈现为具有径向的和/或轴向的凸齿状形式，也可以采用在旋转单元体的柱面圆周和/或径向平面内由磁性材料与非导磁材料相互间隔设置的形式。
为提高传感的精度和瞬时反应速度，在上述传感装置中所说的传感器组同样也是以采用在与上述传感源的旋转轨迹圆周相适应的部位处以等间距方式设置为两组或更多组的方式为佳。当设置有两个或更多个传感器组时，其中所包含的传感单元总数并非一定是2的整数倍，即，当传感单元的总数为3个或更多时，其中任意两个传感单元的组合都可以作为本发明上述传感装置中所说的一个传感器组。
在上述转动机构的运动状态传感装置的机械结构中，所说的旋转单元一般可以采用由与其成整体型或装配式结构的旋转轴支撑在支承单元上的结构形式。根据不同的应用领域和/或需要，所说该旋转单元的旋转轴可以采用设置于其单侧端面处的形式，也可以采用将旋转单元的旋转轴设置于其相对两端面的同一轴向位置处(相当于贯通旋转单元轴向两侧形式的轴)的形式。
在上述的转动机构的运动状态传感装置中，所说传感器组中的传感单元如果仅与所说的正/反(或进/退)方向判别电路和速度合成电路之一相连联，只能检测出相应的单一运动状态，因此同时与所说的正/反(或进/退)方向判别电路和速度合成电路相连联是建议的理想方式。
在上述转动机构的运动状态传感装置中，所说的用于对传感单元的传感信号变化的时序状态进行比较的正/反(或进/退)方向判别电路，根据电子学的一般知识，可以有许多种选择或设计方式。例如，一种可供参考的方式，是采用由带有时钟端和同步/异步触发端的D触发器与门电路连接的电路结构形式，并使其中的D触发器输入端与传感单元连接的简单形式。
上述运动状态传感装置中所说的用于对传感变化的时序进行微分处理的速度合成电路中，除可采用作为参考提供的一种由触发端分别与传感器单元的输出端相连接的一个上升沿触发的单稳态触发器和，一个下降沿触发的单稳态触发器电路组成的电路结构形式外，根据电子学的一般知识同样也还可以有其它的多种选择或设计形式。
以下结合附图，以及该装置设置在与机动车的驱动机构动力输出轴的相配合部位处而作为车速和/或运动方向传感器的一种具体应用方式，再对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下各实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，仍包括在本发明的范围内。
图1是本发明的运动状态传感装置的基本原理框图。
图2是本发明运动状态传感装置作为机动车方向/速度传感器的一种结构示意图。
图3是图2中沿径向平面设置的传感器组中的两个传感单元的展开状态示意图。
图4是图2中磁性传感源在旋转单元顶端面处的设置状态示意图。
图5是另本发明的运动状态传感装置作为机动车方向/速度传感器的另一种结构示意图。
图6是本发明的运动状态传感装置中在旋转单元圆周面上设置的传感源与沿其外周设置的一个传感器组中的两传感单元a、b的位置关系示意图。
图7是图6中由两个传感单元a、b对传感源随旋转单元作不同方向旋转时的传感信号输出相序和相应的速度信号关系示意图。
图8是上述运动状态传感装置中用于方向判别的一种基本电原理图。
图9是上述运动状态传感装置中用于速度合成的一种基本电原理图。
图10是图8、9中的一种上升沿单稳态触发器单元的结构形式。
图11是图8、9中的另一种上升沿单稳态触发器单元的结构形式。
图12是图8、9中的一种上升沿和下降沿单稳态触发器单元的结构形式。
图13是图8、9中的另一种下降沿单稳态触发器单元的结构形式。
图14是图8、9中的一种D触发器单元的结构形式。
图15是本发明与现有技术在传感信号的输出反应速度关系上对比示意图。
图16是在图6和图7的基础上再增加一个传感单元c后，由三个传感单元a、b、c对传感源随旋转单元作不同方向旋转时的传感信号输出相序和相应的速度信号关系示意图。
具体实施例方式
图1所示的，是本发明转动机构运动状态传感装置的基本结构原理。其结构中有一被支撑在支承单元中并可随转动机构旋转如圆盘体或圆柱体等形式的旋转体，其上设置有一个或是在同一旋转轨迹圆周部位处以等间距方式设置有多个永磁体材料的传感源(如图4所示)；在与旋转体上的永磁体传感源旋转轨迹相适应的磁性传感作用范围内设置有一个或多个传感器组，在传感器组中至少包括有两个以间距(特别是等间距)的方式设置有与该永磁体传感源相适应的传感单元及相应的外围元器件，且传感器组中至少有两个传感单元分别与用于对其传感信号的时序变化进行判断的运算比较电路相连接。该运算比较电路中有用于对其传感信号变化的时序状态进行比较以判别其旋转方向的正/反方向判别电路，以及对传感信号变化的时序进行微分处理的速度合成电路中的至少一种。所说与该运算比较电路相连接的传感器组中至少有两个传感单元，可以分别与该运算比较电路中两个传感信号时序处理电路中的一个连接，或分别同时与两个处理电路都连接。该运算比较电路接收传感器组的传感输入信号，经运算比较电路内部包含有方向判别电路和速度合成电路处理后，分别向外输出表示转动方向的信号和转动速度的信号。这些信号除可用于监视外，更大意义是其可以进一步作为其它控制部分的输入信号。
图2～图4所示的是本发明运动状态传感装置可以作为机动车方向/速度传感器使用时的一种结构形式。所说的旋转体5经位于其一侧的端面处并其成整体型(或装配式)结构的旋转轴2及配合的轴承结构4支撑在支承架1上。支承架1可以被固连在机动车变速器壳体上，旋转轴2可以与变速器车速输出转轴叉接。永磁体传感源6在旋转单元5的端平面圆周部以等间距方式设置，如图4所示。在与永磁体传感源6的旋转轨迹圆周相适应的磁性传感作用范围内的支承架1上，以相对应的方式设置有若干等间距的相应传感器组，各传感器组中分别设置2个如霍尔元件等适当传感单元a，b。图3所示的是在一个传感器组中的两个传感单元的展开状态示意。当机动车的车速不为零时，变速器输出轴旋转，带动旋转轴2及其上的传感源转动，使其与传感器组3的相对位置发生周期性的变化，从而在传感器3的输出端上获得表示当前转速和转向的传感信号。
图5所示的是本发明运动状态传感装置可以作为机动车方向/速度传感器使用时的另一种结构形式。与图2结构的差别在于其旋转体5的旋转轴2采用的是设置于其相对两端面的同一轴向位置处的形式，目的在于其旋转轴2上部的输出端可与机动车测速软轴叉接，供机动车车速表使用。
图6是本发明运动状态传感装置中将磁性传感源以凸齿形式设置在旋转体5的外圆周柱面部位时，与在其柱面外圆周传感范围内设置的一个传感器组中的两传感单元a、b的位置关系示意。
图7所示的，是以图6所示的该传感器组中两个传感单元a、b在传感源随旋转体5作顺时针和逆时针不同方向旋转时，其传感信号输出相序和相应的速度信号关系并实现对转动方向判别和/速度合成的工作原理示意。
由图中不难看出，当作顺时针方向转动时，两传感单元a和b的4种感应状态依次为1)传感单元a被传感，而传感单元b尚未被传感；2)传感单元a、b都被传感；3)传感单元a失去传感而传感单元b继续被传感；4)传感单元a、b同时失去传感。同理，作逆时针方向转动时，传感单元a、b的感应状态正好与顺时针方向时的状态交换。
基于图中任一磁性传感源在随旋转单元作不同方向旋转时其与两传感单元a、b之间的上述不同传感位置关系，图中的21显示的是作顺时针转动时两传感单元a、b的对应输出相序a1、b1；22显示的是作逆时针转动时两传感单元a、b对应的输出相序a1、b1。由上述具有输出相位差的两传感单元a、b的输出传感信号可以看出当磁性传感源转动一个单位角度，在传感单元a、b完成一个传感周期时，其对应的输出信号a1、b1将有四种状态的组合，即a、b都未被传感(a-/b-)，a、b都被传感(a+/b+)和a、b其中之一被传感(a-/b+，或a+/b-)，由此在一个单位角度内获得了四个表示转速的信号，四个信号的输出完全由传感源与传感单元a、b的相对机械位置决定。
特别是，两传感单元a、b中之一在进入传感时的上升沿(a↑或b↑)和失去传感的下降沿(a↓、b↓)时，另一传感单元所处的状态，在不同方向旋转时的传感输出信号组合中不会有任何可能导致误判的重复情况出现，即当传感单元a处于传感状态、而传感单元b正好被传感时，或是当传感单元a处于未传感状态、而传感单元b正好失去传感时，其表示的是磁性传感源随旋转单元的一种转动方向；反之，当传感单元a未被传感、而传感单元b正好被传感时，或是传感单元a被传感、而传感单元b正好失去传感时，则表示了一种相反的转动方向。因此，旋转单元的转动方向由一个传感器组中的两端传感单元即可被准确、充分地判别出。增加传感器组的设置数量，无疑可以显著缩短判别检测的时间。
图中的23显示的是将21和22中a1、和b1输出的不同相序通过同步和异步微分后复合成的转速信号。
图8是以图7所示的两个传感单元a、b输出相序与方向的对应关系为例的一种可用于方向判别的一种基本电原理图。
该电路由带有时钟端和同步/异步触发端的D触发器(其中的一种结构可如图14所示)与门电路连接的电路结构形式，D触发器的输入端与传感单元连接，利用D触发器的有效和无效触发状态及时钟端的同步和异步触发方式，来获得方向鉴别过程。其中，U1-U4的输出端表示了一个转动方向，U5-U8的输出端表示了另一个转动方向对于U1，当a处于低电平期间，U1处于有效触发状态，在b输入一个上升沿信号时，通过U1的时钟端被触发；U2中，当b处于高电平期间，U2处于有效触发状态，在a输入一个上升沿信号时，通过U2的时钟端被触发；当a处于高电平期间，U3处于有效触发状态，在b输入一个下降沿信号时，通过U3的时钟端被触发；当b处于低电平期间，U4处于有效触发状态，在a输入一个下降沿信号时，通过U4的时钟端被触发，这个过程在一个方向运动时被呈现上述四个同期的循环，通过四或门U9，输出表示一个方向的高电平信号。在以上四个周期中，只要其中有一个同期的方向不同，在a、b输入信号的上升沿或下降沿时都会使U5-U9中对应的一个触发器产生一个高电平信号，并经四或门U12和上升沿D触发器U13、缓冲器U14构成的上升沿单态触发器使U1-U5的所有触发器复位，同时U9输出一个低电平信号。这个低电平信号表示了另一个转动方向。U10和U13通过各自对应的缓冲器U11、U14来构成一种上升沿触发的单稳态触发器，其时钟端在上升沿作用下，通过U11、U14的时延，输出端会产生一个很窄的脉冲，分别用于方向变化时为不同方向的对方触发器复位。
图9是以图7所示的两个传感单元a、b输出相序与方向的对应关系为例的一种可用于对传感变化的时序进行微分处理的速度合成基本电原理图。
该电路由触发端分别与传感器单元的输出端相连接的一个上升沿触发的单稳态触发器电路U20、U21和U24、U25；一个下降沿触发的单稳态触发器电路U22、U23和U26、U27的组成形式。传感器单元a、b的输出端分别与该上升沿触发的单稳态触发器和下降沿触发的单稳态触发器的触发端相连，因此在各自的上升沿和下降沿时刻，在U20、U22、U24和U26的输出端上获得一个很窄的脉冲，这些脉冲通过四或门U28获得了转动速度的信号。
图10是采用分立元件构成图8和图9中所说的一种上升沿单稳态触发器单元的结构形式。图中的R2、C1是电子领域中一种典型的RC延迟电路，延迟时间通过R2、C1的取值大小确定。当输入一个高电平信号时，电流一方面通过R1向外输出高电平，另一方面通过R2较慢地向C1存储电荷，在存储电荷的初期，T1的基极未能达到触发电平而处于截止状态，其输出端仍然保持高电平输出，随着存储电荷的增加，T1的基极达到触发电平而导通，在输出端与地之间形成一个回路，输出端呈低电平，因此输入端在每个上升沿阶段，输出端都可获得一个很短的高电平信号。
根据同样原理，只要将输入信号进行反相，即可获得下降沿单稳态触发器单元的效果。
图11是采用分立元件与逻辑门电路混合构成的另一种图8、9中所说的上升沿单稳态触发器单元。图中的R3、C2同样是RC延迟电路，当输入一个高电平信号时，通过U30向外输出高电平，同时U30又通过R3较慢地向C2存储电荷，在存储电荷的初期，A点电平保持在一个较低的状态，U30继续输出高电平，随着存储电荷的增加，A点电平升高，使U30输出端呈低电平，因此输入端在每个上升沿阶段，输出端都可获得一个很短的高电平信号。根据同样原理，只要将输入信号进行反相，即可获得下降沿单稳态触发器单元的效果。
图12是采用分立元件与逻辑门电路混合构成图8、9中所说的一种上升沿和下降沿单稳态触发器单元结构形式。图中由C3、R4构成下降沿RC微分电路；C4、R5组成上升沿的RC微分电路。由两组微分电路通过U31进行合成，从而形成在一个输入信号的上升沿和下降沿时，在输出端分别获得了一个较短的高电平信号。
除图中所示的结构形式外，该上升沿和下降沿单稳态触发器还可以采用如4098、74121、74122等集成电路形式。应用如8051等单片机及可编程器件如PLD等都可以构成上述的单稳态触发器。
图13是采用计数器电路构成的图8、9中所说的另一种下降沿单稳态触发器单元的结构形式。当输入下降沿信号时，通过U50解除计数器U51的复位信号，计数器在内部时钟作用下开始计数，计数器的输出端由于通过或门U52相连，在U52的输出端上产生一个高电平信号，当计数达到所设置的延迟端Qn时，Qn产生一个高电平信号，经过U50将计数器复位，复位后计数器所有输出端全部为低电平状态，U52输出低电平。形成了在一个输入信号的下降沿时，在输出端分别获得了一个较短的高电平信号。
图14是采用组合逻辑电路来构成图8、9中所说的一种D触发器单元的结构，由三个门电路组成。当复位输入端CLR处于高电平时，无论数据输入端D和时钟输入端CLK处于何态，U40、U41都输出低电平，U42的输出端Q处于低电平；在复位输入端CLR和输出端Q都处于低电平时，U41总处于低电平，输出端Q的输出状态取决于U40当数据输入端D处于高电平时，钟输入端CLK在上升沿时开始使U40处于高电平，通过U42使Q输出高电平；当时钟输入端CLK完成一个高电平周期进入低电平时，U40处于低电平，由U41向U42输入高电平，使Q继续维持高电平。当数据输入端D处于低电平时，U41同样处于低电平，输出端Q输出低电平，钟输入端CLK在上升沿时开始同样使U40处于低电平；当时钟输入端CLK完成一个高电平周期进入低电平时，U40和U41均处于低电平，使Q继续维持低电平。
除如图所示结构形式外，上述的D触发器可以由多种形式构成。例如，可以采用集成电路如4000系列中的4042、74系列中的7475、7477等。此外，应用如8051等单片机及可编程器件如PLD等都可以构成上述D触发器。
图15所显示的，是在由图6和图7所示均采用两个传感单元输出时，本发明上述运动状态传感装置与前述日本汽车学会“学术讲演会前刷集No.34-03”中所公开的“关于刹车控制系统用于坡道的车速传感器”同类技术在作为机动车方向和车速传感器时，其方向和车速传感信号识别输出速度的对比。
图中的a1～d1表示的本发明装置中的两传感器输出信号，其中a1、b1是两传感单元的输出信号的变化关系，c1表示不同方向的输出信号，d1表示输出的车速信号；a11～d11表示的对比文献的相对应的传感输出信号。图中由左向右表示的是方向识别的时间，其中，P为方向转换的实际换向时间点，A为本发明上述装置中传感单元输出换向信号的换向识别时间点，B为对比文献中换向传感信号输出的换向识别时间点。不难看出两者在传感器输出条件相同的情况下，本发明采用上升沿和下降沿识别技术，在方向识别方面，比该文献提前了Δt的时间，在车速识别方面，同样通过上升沿和下降沿合成识别，车速的分辨精度提高了一倍。显然，这种高分辩度、高可靠度和高瞬态响应的车辆方向和车速传感信号，对于自动变速机动车的控制，特别是在紧急或危险情况下，是具有非常重要和特殊意义的。
图16所示的，是在图6和图7的基础上，增加一个传感单元c后，由三个传感单元a、b、c对传感源随旋转单元作不同方向旋转时的传感信号输出相序和相应的速度信号关系示意，图中61显示的，是作顺时针转动时传感单元a、b、c的对应输出相序a1、b1和c1间的关系；62显示的，是作逆时针转动时传感单元a、b、c的对应输出相序a1、b1和c1间的关系；63显示的，是作上述任一方向转动时复合成的转速信号示意。
基于上述的相同原理，由图中不难看出当传感源转动一个单位角度，在传感单元a、b、c完成一个传感周期时，其对应输出端a1、b1、c1之间将得到六种输出状态的组合，即a、b、c都未被传感；a、b、c都被传感；a、b和b、c两个被传感；a、和c单独被传感，由此在一个单位角度内获得了六个表示转速的信号。在识别车速方向时同样基于图7的原理，可由任意两个传感器的传感状态确定，并非必须仅局限于相邻两个传感器的传感状态。显然，增加传感单元的设置数量，可以明显提高对旋转方向和/或速度的识别和判断精度。
如前述，本发明的上述转动机构的运动状态传感装置在作为机动车的方向/速度传感器应用时，能具有极大的优越性，除具有高分辩度、高可靠度和高瞬态响应，以及寿命长、多功能和低成本等特点外，而且在不影响传感分辩度的情况下，还可以比现有报道或使用的车速传感器的有效体积和传感源传感极性数量缩小一半以上。但这并不排除本发明上述的转动机构运动状态传感装置在应用与其它工业、交通等领域中时能取得同样理想的效果。
权利要求
1.转动机构的运动状态传感装置，结构中设置有永磁体传感源(6)的旋转单元(5)被支撑在支承单元(1)上，在与永磁体传感源(6)的旋转轨迹相适应的磁性传感作用范围内设置有与永磁体传感源相适应的传感单元，其特征是在与永磁体传感源(6)的旋转运动轨迹相适应的磁性传感作用范围内设置有至少一个所说的该传感器组(3)，其中至少包括有两个以间距方式设置的传感单元(a，b)，传感器组中的至少两个传感单元分别与用于对其传感信号的时序变化进行判断的运算比较电路相连接，该运算比较电路中有用于对其传感信号变化的时序状态进行比较的正/反方向判别电路和对传感信号变化的时序作微分处理的速度合成电路中的至少一种。
2.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的永磁体传感源(6)为在旋转单元(5)上与永磁体传感源的同一旋转轨迹对应的圆周部位处设置的至少两个。
3.如权利要求2所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的磁性传感源(6)为在旋转单元(5)与其旋转轨迹对应的圆周部位处以等间距方式设置的多个。
4.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的传感器组(3)在与永磁体传感源(6)的旋转轨迹相适应的磁性传感作用范围内至少设置有两组。
5.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的旋转单元(5)经与其成整体型或装配式结构的旋转轴(2)支撑在支承单元(1)上。
6.如权利要求5所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的旋转单元(5)的旋转轴(2)设置于其单侧的端面处。
7.如权利要求5所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的旋转单元(5)的旋转轴(2)设置于其相对两端面的同一轴向位置处。
8.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的传感器组中的传感单元同时与所说的正/反方向判别电路和速度合成电路相连联。
9.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的正/反方向判别电路以传感器组(3)中的传感单元在其各自输出信号中的上升沿和/或下降沿的开关输出方式作为其方向判别信号。
10.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的正/反方向判别电路和/或速度合成电路以传感器组(3)中的每一传感单元在其各自输出信号中的上升沿和/或下降沿作为速度合成电路的转速信号。
11.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的用于对传感单元的传感信号变化的时序状态进行比较的正/反方向判别电路为由带有时钟端和同步/异步触发端的D触发器与门电路连接的电路结构形式，D触发器的输入端与传感单元连接。
12.如权利要求1所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是所说的用于对传感变化的时序进行微分处理的速度合成电路为由触发端分别与传感器单元的输出端相连接的一个上升沿触发的单稳态触发器和一个下降沿触发的单稳态触发器电路组成的电路结构形式。
13.如权利要求1至12之一所述的转动机构的运动状态传感装置，其特征是该装置设置在与机动车的驱动机构动力输出轴相配合的部位处作为车速和/或运动方向传感器。
全文摘要
转动机构的运动状态传感装置，其结构中设置有永磁体传感源的旋转单元被支撑在支承单元上，在与永磁体传感源的旋转轨迹相适应的磁性传感作用范围内设置有至少一个与永磁体传感源相适应的传感器组，其中至少包括有两个以间距方式设置的传感单元。传感器组中的至少两个传感单元分别与用于对其传感信号的时序变化进行判断的运算比较电路相连接，该运算比较电路中有用于对其传感信号变化的时序状态进行比较的正/反方向判别电路和对传感信号变化的时序作微分处理的速度合成电路中的至少一种。该装置能以高分辨度、高可靠度和高瞬态响应的方式提供旋转方向和/或转速传感输出信号。
文档编号G01P3/42GK1667364SQ20051002067
公开日2005年9月14日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者袁跃强, 赵济威 申请人:成都依姆特高科技有限责任公司