CN104515461B

CN104515461B - 角度位置感测装置及方法

Info

Publication number: CN104515461B
Application number: CN201310451414.1A
Authority: CN
Inventors: 何塞德·奥利弗·萨尔瓦多; 薛启鑫; 张冠星
Original assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd; Tyco Electronics AMP GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd; TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: CN104515461A

Abstract

本发明提供一种用于感测转轴的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴能作转动或直线移动，所述转轴上沿轴向固定设置有磁铁和铁磁块。所述传感装置包括设置在转轴上方的感测元件，当转轴处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴的转动，所述感测元件产生第一种感应电信号或第二种感应电信号；处理电路，对应于第一种感应电信号和第二种感应电信号，所述处理电路产生第一种电压信号或第二种电压信号；指示电路，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路产生空挡位置信号和倒档位置信号。本发明只用了一个传感元件，省略了一个传感元件，从而降低了成本，提高了可靠性。

Description

角度位置感测装置及方法

技术领域

本发明一般涉及位置感测装置，并且更具体地涉及探测转轴的空档位置和倒档位置的感测装置及方法。

背景技术

使用位置感测装置来探测转轴的角度位置在行业中是已知的。

具体地说，为了节省汽油，在汽车变速杆停留在空档位置有了一段时间后(例如5秒)，发动机控制单元(ECU)产生停止控制信号，自动关闭汽车的发动机。而后，当发动机控制单元接收到汽车离合器被踩压的信号时，如果变速杆仍然处在空档位置，发动机控制单元(ECU)将产生启动控制信号，自动启动汽车的发动机。所以，汽车的控制电路需要用位置感测装置来探测转轴的空挡位置。

另外，为了驾驶安全，当汽车变速杆进入倒档位置时，需要打开倒车灯或启动语音装置，提醒周围行人，该汽车处于倒车状态。所以，汽车的控制电路要需要用位置感测装置来探测转轴的倒档位置。

传统上，转轴空档位置和倒档位置的探测是分别使用两个位置感测装置来达到的。由于使用两个感测装置，需用两套磁铁、两套电路元件和机械元件，所以制造成本高。而且，由于使用两套电路元件和机械元件，出故障的机率会高。

因此，有必要提供一种改进的位置感测装置，该位置感测装置能够降低制造成本，并减少出故障的机率。

发明内容

为了达到以上目的，本发明提供了一种用于感测转轴的空挡位置和倒档位置的传感装置，所述转轴能作转动或直线移动，所述转轴上沿轴向固定设置有磁铁装置和铁磁块，所述传感装置包括：

设置在转轴上方的感测元件，当转轴处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴的转动，所述感测元件产生第一种感应输出信号或第二种感应输出信号；

处理线路(106)，对应于第一种感应输出信号和第二种感应输出信号，所述处理线路(106)产生第一种电压信号或第二种电压信号；

指示电路，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路产生空挡位置信号和倒档位置信号。

为了达到以上目的，本发明提供了一种用于感测转轴的空挡位置和倒档位置的感测系统，所述转轴能作转动或直线移动。所感测系统包括：

固定设置在转轴上的磁铁和铁磁块，所述铁磁块设置在所述磁铁的一端；和

分离地设置在转轴上方的感测元件，当转轴处于倒档或非倒挡位置时，随着转轴的转动，所述感测元件产生第一种感应输出信号或第二种感应输出信号。通过提供以上传感器和相应的传感器系统，本发明克服了上面所提及的现有技术中的缺陷。

附图说明

参考附图对本发明实施例进行描述，其中：

图1描述了根据本发明的位置感测系统100，示出位置感测系统100中的转轴108的侧视图；

图2描述了图1的位置感测系统100，示出图1所示的转轴108的俯视图；

图3描述了位置感测系统100，示出图2中所示的转轴108沿图2中的线A-A的截面图；

图4A-4B描述了图1-3中的磁铁装置102和感测装置104的更详细的结构；

图5A-5C显示了手排挡汽车六个排档与磁铁装置102相对位置的示意图，其中，图5A示出了手排挡汽车六个排档及空档位置的示意图；图5B示出了设有铁磁块的磁铁装置位于空档位置的示意图；图5C描述了设有铁磁块的磁铁装置分别位于空档位置、1-3-5档进档位置以及2-4-R档进档位置的示意图；

图6A-6C显示了对于图5A-5C显示的手排挡六个排档，在感测装置104对应于不同档位时磁铁装置102的输出信号；

图7A和7B描述了未设有磁铁块的磁铁装置的磁力线分布以及设有铁磁块的磁铁装置的磁力线分布的示意图，其中，图7A显示了磁铁装置102在没有设置铁磁块113段的磁通密度变化/磁场变化分布，而图7B显示了磁铁装置102在设置有铁磁块113段的磁通密度变化/磁场变化分布；

图8A描述了位置感测系统100中的处理线路106的一个实施例的更详细结构；

图8B示出图8A中所示的处理单元504的详细的结构示图；

图9A描述了在校准(或模拟)程序中，感测装置104响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7A中所示的磁通密度变化和/或磁场变化而产生的符合两条函数线(740,706)的输出；

图9B描述了在校准(或模拟)程序中产生的符合线性函数722.1的电压输出，该校准(或模拟)程序在安装或实地使用位置感测系统100之前进行；

图9C描述了基于校准(或模拟)程序中的线性函数线722.1形成具有第一信号状态(高电压V_高)和第二信号状态(低电压V_低)的两状态信号107的方案；

图10显示出在校准(或模拟)程序中产生的对应于图7A和7B的两个磁通密度变化/磁场变化分布，而产生的两个线性电压输出722.1和722.2；以及

图11示出发动机控制系统900，其中图1-3中示出的处理线路106的输出111被用于控制汽车中的发动机。

具体实施方式

现参考具体实施例，在附图中示出其示例。在具体实施例的详细描述中，方向性术语，诸如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“左边”、“右边”等参考附图所描述的方向来使用。由于本发明实施例的部件可被设置成许多不同的方向，方向性术语被用作辅助说明的目的而决不是限制。尽可能地，所有附图中使用的相同或相似的标记和符号表示相同或相似的部分。

图1描述根据本发明的位置感测系统100，示出位置感测系统100中的转轴108的侧视图。

在图1中，位置感测系统100包括磁铁装置102、感测装置104和处理线路106。感测装置104通过连接109与处理线路106电连接，而磁铁装置102被安装到转轴108上并且适合于绕转轴108的轴(或轴心)112(如图3中所示)与转轴108一起转动。感测装置104位于磁铁装置102的上方，在面向图1的方向上相互共平面，并且与磁铁装置102分隔开一距离D(或空隙)183。当磁铁装置102绕转轴108的轴112转动时，磁铁装置102可对感测装置104所在的位置(或探测位置)产生磁通密度变化，进而产生磁场变化。当感测装置104受到磁铁装置102的磁通密度变化的影响时，感测装置104可产生电信号(例如PWM，SENT等)。作为示例性的实施例，感测装置104可包括霍尔效应电路，用于响应由磁通密度变化所引起的磁场变化而产生电信号。感测装置104将所感应到的电信号输送到处理线路106，处理线路106响应所述感应到的电信号，进而在其输出端(即，连接111和189)处产生两个两状态信号110(空挡位置信号)和120(倒挡位置信号)。

磁铁装置102的一端(例如右端)设有铁磁块113(ferromagnetic)，使得磁铁装置102不与铁磁块113重合的一段的磁通密度变化/磁场变化不受铁磁块113的影响，而磁铁装置102与铁磁块113重合的一段受铁磁块113的影响。

如图1中所示，转轴108可沿其纵向(或其轴向或长度方向)成直线地移动，并且也可以绕轴112(如图3中所示)转动。当转轴108沿其纵向成直线地移动时，处理线路106在其输出端111保持其两状态信号的输出状态。换句话说，对于转轴108的直线运动，处理线路106不改变在输出111上两状态信号(空挡位置信号)的输出状态。然而，当转轴108绕其轴112转动时，处理线路106可根据转轴108的转动角度，在其输出端111处两状态信号(空挡位置信号)，于V_高和V_低之间改变两状态的电压输出。换句话说，处理线路106响应转轴108的转动角度，在V_高和V_低之间转换其两状态输出111。

另外，如图1所示，在转轴108不处于倒档轴向位置时，铁磁块113与感测装置104错开；在转轴108处于倒档轴向位置并转动到倒档位置时，铁磁块113与磁铁装置102的感测点对齐。所以，当转轴108不处于倒档轴向位置时，随着转轴108的转动，处理线路106不改变在输出189上两状态信号(倒挡位置信号)的输出状态，因为铁磁块113与感测装置104的感测点错开。然而，当转轴108处于倒档轴向位置并转动到倒档位置时，处理线路106可根据转轴108的转动角度，在其输出端189处两状态信号(倒挡位置信号)，于V_高和V_低之间改变两状态的电压输出。换句话说，处理线路106响应转轴108在倒档处的转动角度，在V_高和V_低之间转换其两状态输出189，因为铁磁块113与磁铁装置102的感测点对齐。

图2描述了图1的位置感测系统100，示出转轴108的俯视图。在转轴108的俯视图中，感测装置104应被示出位于磁铁装置102的上方(隔开距离183D)。为了更好地说明本发明的原理，感测装置104示意性地位于图2中的转轴108侧边，但使用虚线129来反映磁铁装置102和感测装置104之间的上述实际位置关系。

如图2中所示，磁铁装置102具有沿转轴108纵向(或长度方向)上的长度L以确保当转轴108沿其纵向成直线地移动时感测装置104始终在磁铁装置102的有效的探测区域内。虚线114表示沿转轴108的纵向上的中心线，而虚线115和117限定了所关心的转动范围(-L1,+L1)。换句话说，当转轴108绕轴112向左转动和向右转动时，纵向(或长度方向)上中心线114分别朝虚线115和117转动。

图3描述了图2的位置感测装置100，示出沿图2中的线A-A的转轴108的截面图。

如图3中所示，转轴108可从其中心位置(由转轴108上的直径方向上的中心线119示出)朝左转动直到转轴108到达其左转动界限–Lm(由虚线121示出)或者朝右转动直到转轴108到达其右转动界限+Lm(由虚线123示出)。直径方向上的中心线119经过并切割转轴108的轴(或轴心)112。因此，两条虚线121和123限定转轴108的整个转动的活动范围(–Lm,+Lm)。在整个转动的活动范围(–Lm,+Lm)内，两条虚线115和117限定转轴108内部的转动活动范围，或称为转动范围(–L1,+L1)(即：空挡位置范围)。在图3中所示的具体实施例中，整个转动的活动范围和内部的转动活动范围关于转轴108的轴112和转轴108上的中心线119对称安排。换言之，相对于轴112和直径方向上的中心线119而言，–Lm和–L1之间的转动范围分别等于+Lm和+L1之间的转动范围。然而，非对称设置的转动活动范围对本领域技术人员来说也是可能的。此外，将转轴108的整个转动活动范围(–Lm,+Lm)扩大到360度也是可能的。为了清楚地限定图1-3中的部件之间的位置关系，应当注意的是转轴108直径方向上的中心线119是经过轴112的直线并且垂直于沿转轴108纵向上的中心线114(参见图2)。磁铁102侧表面设有铁磁块113。

协同工作时，感测装置104和处理线路106可探测转轴108的角度位置并且在输出端111上产生空档位置两状态指示信号107和在输出端189上产生倒档位置两状态指示信号120。具体地说，当转轴108在转动范围(–L1,+L1)内时，处理线路106可产生空档位置第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)；当转轴108在转动范围(–L1,+L1)之外(或超出该转动范围)时，处理线路106产生空档位置第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。另外，当转轴108在轴向处于倒档位置时，处理线路106可产生倒档位置第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)；当转轴108在轴向处于倒档位置时，处理线路106产生倒档位置第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

图4A描述了图1-3中所示的磁铁装置102和感测装置104的一个实施例。如图4A中所示，磁铁装置102包括具有南极和北极的磁铁304A，磁铁304A的南极被附接在转轴108的表面上，感测装置104的前表面305和磁铁304A北极的表面被设置为相互面对。磁铁304A侧表面设有铁磁块113。磁铁304A的南极和北极与转轴108的轴112和转轴108直径方向上的中心线119对齐。感测装置104与磁铁304A分隔开一距离(或空隙)183D并且与磁铁304A共平面。如图2中所示，磁铁304A具有长度L和沿转轴108纵向上的中心线114。为了更加有效地探测来自磁铁304A的磁通量变化，作为一个实施例，感测装置104的感测点与磁铁304A的共平面与中心线114对齐。

感测装置104包括感测元件302，该感测元件可以是霍尔效应传感器或磁阻(magneto-resistive)传感器，在暴露于旋转(或变化)磁场时能产生电信号。更具体地，霍尔效应传感元件302可以是载流的半导体膜(current-carrying semi-conductormembrane)，可以在受到垂直于膜表面的磁通密度变化/磁场变化时产生垂直于电流方向的电压。如图4A中所示，磁通密度/磁场在空隙183内沿三维坐标303(B_x,B_y,B_z)变化。感测装置104通常被设计为探测沿B_x或B_y中的一维或两维的磁场变化。感测元件302可被配置设在对由转动的磁铁304A引起的磁通密度变化/磁场变化敏感和灵敏的探测位置。在图4A中，B代表磁通密度；B_x表示沿轴108的直径向方向(the radial direction)上并且垂直于感测元件302的磁通密度测量；而B_y表示与轴108相切(tangential to)并且与感测元件302共平面的磁通密度测量。

图4B详细描述了磁铁装置102的一个实施例。在图4B中，磁铁装置102和感测装置104与图4A中示出的磁铁装置和感测装置相同，除了磁铁304B的极性方向与图4A中的磁铁304A的方向不同之外。如图4B中所示，磁铁装置102包括具有北极和南极的磁铁304B，磁铁304B的北极被附接在转轴108的表面上，感测装置104的表面305和磁铁304B的南极的表面被设置为相互面对。磁铁304B的北极和南极与转轴108的轴112和转轴108上的中心线对齐。根据与图4A所描述的原理相同，磁场在空隙内沿三个维度303(B_x,B_y,B_z)变化。感测装置104被设计为探测沿B_x或B_y中的一维或两维的磁场变化。磁铁304B侧表面设有铁磁块113。

图5A-5C显示了手排挡汽车六个排档与磁铁装置102相对位置的示意图。在图5A中，1、3、5档位于转轴108的上侧，而2、4、R档位于转轴108的下侧。如前所述并参照图5B，磁铁装置102沿转轴(或排档轴)108的轴向设置在转轴108上。感测装置104与磁铁装置102间隔设置。如图1-3所示，感测装置104设置在磁铁装置102(或转轴108)的上方；在一个实施例中，铁磁块113设置磁铁装置102偏于R档的一侧。其中R表示倒档。

在图5A中，虚线115和117之间的范围表示磁铁装置102在空档位置的转动范围，而此时磁铁装置102处于空档位置的范围的中心位置。参照图6A至图6C,磁铁装置102可以随转轴108沿其轴向左右作直线移动，在其轴向有三个工作位置(1-2档、3-4档、5-R档)。当磁铁装置102在1-2档工作位置时，向上转动切入1档，而向下转动切入2档；当磁铁装置102在3-4档工作位置时，向上转动切入3档，而向下转动切入4档；当磁铁装置102在5-R档工作位置时，向上转动切入5档，而向下转动切入R档。

在图5B中，磁铁装置102处在5-R档工作位置，但是磁铁装置102还是处在空档位置的范围的中心位置。如图5B所示，铁磁块113在磁铁装置102上的设置要保证当磁铁装置102处在5-R档工作位置时，铁磁块113也处在5-R档工作位置。

按照本发明，铁磁块113和磁铁装置102在转轴108上的设置要保证以下两种位置关系，即：(1)当磁铁装置102处在1-2档或3-4档工作位置时，铁磁块113和感测装置104的探测位置错开，以至铁磁块113不对感测装置104的感测产生影响；(2)当磁铁装置102处在5-R档工作位置时，铁磁块113和感测装置104的探测位置对齐，以至铁磁块113对感测装置104的感测产生影响。所以，当磁铁装置102(或转轴108)处在1-2档或3-4档工作位置时，磁铁装置102(或转轴108)在1-2档或3-4档之间的转动切换不会对感测装置104的感测产生影响；而当磁铁装置102(或转轴108)处在5-R档工作位置时，磁铁装置102(或转轴108)在5-R之间的转动切换会对感测装置104的感测产生影响。

图5C示出当磁铁装置102处于5-R档工作位置时，在转动中的三个位置：(1)磁铁装置102(或转轴108)在空档中心位置(neutral position)，(2)磁铁装置102(或转轴108)从空档中心位置转动到在5档(in gear)，(3)磁铁装置102(或转轴108)从空档中心位置转动到在R档(in gear)。当磁铁装置102(或转轴108)从空档位置的范围的中心位置向上转动，切入5档；当磁铁装置102(或转轴108)从空档位置的范围的中心位置向下转动，切入R档(ingear)。当然，磁铁装置102(或转轴108)在1-2档或3-4档作位置上，从空档位置的范围的中心位置(neutral position)作左右转动，分别切入1、2档或3、4档(in gear)。

图6A-6C显示了对于图5A-5C显示的手排挡六个排档，在感测装置104对应于不同档位时磁铁装置102的输出信号。在图6A-6C中，X坐标对应于转轴108的转动角度，而Y坐标对应于感测装置104的输出信号(可以是电信号或频率信号)的强度。具体地说，图6A显示当手排挡从1档切入位置(in gear)经过空挡(neutral)向下移到2档切入位置(in gear)之间变换时，感测装置104的输出信号；图6B显示当手排挡从3档切入位置(in gear)经过空挡(neutral)向下移到4档切入位置(in gear)之间变换时，感测装置104的输出信号；图6C显示当手排挡从5档切入位置(in gear)经过空挡(neutral)向下移到倒档(R)切入位置(ingear)之间变换时，感测装置104的输出信号。可以看出，因为在1-2和3-4档切入位置之间移动时，感测装置104不受铁磁块的影响，所以图6A和6B中的输出信号是一样的。但在图6C中，因为在5-R档切入位置之间移动时，感测装置104受铁磁块113的影响，所以图6C中感测装置104的在5-R档切入位置之间移动时所产生的输出信号(用实线表示)的斜率要比在1-2和3-4档切入位置之间移动时生的输出信号(用虚线表示)的斜率更大或更陡，这样，在倒档(R)切入位置与2/4档切入位置之间，两条输出曲线上的输出信号强度差别增大。本发明用这种输出信号强度的差别，来区分倒档(R)切入位置与2/4档切入位置。在图10中，对图6A-6C中感测装置104对应于不同档位时磁铁装置102的输出信号作进一步描述。

图7A显示了磁铁装置102在没有设置铁磁块113段的磁通密度/磁场分布，而7B显示了磁铁装置102在设置有铁磁块113段的磁通密度/磁场分布。从图7A可看出，由于不受铁磁块113的影响，在磁铁装置102两侧的磁通密度/磁场分布是对称的。从图7B可看出，由于受铁磁块113的影响，在磁铁装置102两侧的磁通密度/磁场变化是不对称的，即：在磁铁装置102在设置铁磁块113的一侧，磁通密度/磁场分布产生了变化。所以当感测装置104与磁铁装置102不同区段对齐时，会感测到不同磁通密度变化/磁场变化，从而产生不同感测出的信号(电信号或频率信号)。

图8A详细描述了位置感测系统100中的处理线路106的一个实施例。如图8A所示，处理线路106包括模拟/数字转换线路502、处理单元(或数字处理单元)504和指示电路(或两状态指示电路)508.1和508.2，所有这些线路都通过连接503、505.1、505.2、507.1和507.2电连接在一起。模拟/数字转换线路502通过连接109与感测装置104电连接，该模拟/数字转换线路502从感测装置104接收模拟电子信号作为输入、将该模拟电子信号处理(或转)成数字电子信号，并且将数字化的电子信号通过连接503输送到处理单元504。然后，处理单元504处理数字化的电子信号从而能确定转轴108是否在转动范围(–L1,+L1)内，并能确定转轴108是否切入倒档位置。基于处理单元504的确定，当转轴108在转动范围(–L1,+L1)内时，处理单元504将指示电路508.1的两状态输出111设置成空挡第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)；当转轴108在转动范围(–L1,+L1)之外(或超出该转动范围)时，处理单元504将指示电路508.1的两状态输出111设置成空挡第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

相似地，基于处理单元504的确定，当转轴108处于倒档位置时，处理单元504将指示电路508.2的两状态输出189设置成倒挡第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)；当转轴108处于非倒档位置时，处理单元504将指示电路508.2的两状态输出189设置成倒挡第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

更具体地，指示电路508.1的两状态输出111可根据连接505.1和507.1上出现的两个控制信号来设置；也就是，根据连接505.1上的状态控制信号(具有第一控制信号状态和第二控制信号状态)和连接507.1上的触发信号(或触发脉冲)，指示电路508.1被设置在高电压状态(V_高)或低电压状态(V_低)。当数字处理单元504将触发脉冲输送到连接507.1上并且将状态控制信号输送到连接505.1上，指示电路508.1被设置成与出现在连接505.1上的状态控制信号相同的电压状态。当触发信号没有被输送到连接507.1上时，指示电路508.1保持其当前的输出状态，而不受出现在连接505.1上状态控制信号的影响。作为一个实施例，指示电路508.1的逻辑功能可以通过使用J-K寄存器或D寄存器来实现。

因此，当处理单元504确定转轴108在转动范围(–L1,+L1)时，处理单元504将第一控制信号状态(高控制状态信号或低控制状态信号)输送到连接505.1上并且将触发信号输送到连接507.1上，这将指示电路508.1设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)。当处理单元504确定转轴108在转动范围(–L1,+L1)之外(或超出该转动范围)时，处理单元504将第二控制信号状态(低控制状态信号或高控制状态信号)输送到连接505.1并且将触发信号输送到连接507.1上，这将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

相似地，指示电路508.2的两状态输出189可根据连接505.2和507.2上出现的两个控制信号来设置；也就是，根据连接505.2上的状态控制信号(具有第一控制信号状态和第二控制信号状态)和连接507.2上的触发信号(或触发脉冲)，指示电路508.2被设置在高电压状态(V_高)或低电压状态(V_低)。当数字处理单元504将触发脉冲输送到连接507.2上并且将状态控制信号输送到连接505.2上，指示电路508.2被设置成与出现在连接505.2上的状态控制信号相同的电压状态。当触发信号没有被输送到连接507.2上时，指示电路508.2保持其当前的输出状态，而不受出现在连接505.2上状态控制信号的影响。作为一个实施例，指示电路508.2的逻辑功能同样可以通过使用J-K寄存器或D寄存器来实现。

因此，当处理单元504确定转轴108处在倒档位置时，处理单元504将第一控制信号状态(高控制状态信号或低控制状态信号)输送到连接505.2上并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)。当处理单元504确定转轴108不是处在倒档位置时，处理单元504将第二控制信号状态(低控制状态信号或高控制状态信号)输送到连接505.2并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

图8B描述了图8A中所示的处理单元504更详细的结构。如图8B中所示，处理单元504包括处理器(或CPU)602、寄存器604、存储装置606、输入/输出线路608和总线610。处理器602、寄存器604、存储装置606和输入/输出线路608分别通过连接603、605、607和609与总线610相连。存储装置606可存储程序(即，一指令系列)、参数(例如，9B和10中所示出的参考电压)和数据(包括数字化的电子信号)，寄存器604可存储(或缓冲存储)参数和数据，而输入/输出线路608可接收至处理单元504的输入信号，并且可将处理单元504内的信号发送出处理单元504(如发送到连接505和507)。寄存器604可基于保存在该寄存器中的内容为一个或多个CPU操作周期提供和保持信号状态，以便处理器602可在CPU操作周期内执行操作。

通过执行储存在存储装置606中的程序，处理器(或CPU)602可控制寄存器604、存储装置606和输入/输出线路608的操作，并且可对寄存器604和存储装置606上执行读/写操作。输入/输出线路608可从模拟/数字转换线路502处接收输入信号并且将输出信号发送到指示电路508.1和508.2。为了执行比较逻辑运算，处理器(或CPU)602包括具有比较器612的逻辑运算单元(未示出)，逻辑运算单元具有比较器612，该比较器可执行输入613和615这两个来源的比较操作以在输出617上产生比较结果。处理器(或CPU)602可基于输出617上的比较结果确定后续操作。更具体地，基于该比较结果，处理器(或CPU)602可产生所期望的状态控制信号和触发信号(或触发脉冲)并且将它们发送到连接505.1、505.2、507.1和507.2上。

图9A描述了在校准(或模拟)程序中，感测装置104响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7A或图7B中所示的磁通密度和/或磁场分布而产生的符合两条函数线(704,706)的输出。

具体地说，当磁铁装置102绕转轴108的轴(或轴心)112持续转动时，感测装置104对由磁铁装置102产生的分别沿Bx和By维度的磁通密度变化和/或磁场变化产生响应，并且根据沿Bx和By维度的磁通密度变化和/或磁场变化，产生符合余弦形函数线704和正弦形曲函数线706的电信号(或输出电压)。当磁铁装置102绕轴112持续转动时，如果感测装置104的输出(连接109处)被输送到示波器，那么，这两条函数线704和706可从示波器中观察到。在如图9A中所示的坐标系中，X坐标表示转轴108的旋转角的变化，而Y坐标表示余弦形函数线704和正弦形函数线706上的电压变化。作为一个实施例，感测装置104可通过使用商业可获得的3D霍尔感应装置来实现，但仅仅使用其在两维(即，X和Y维度)上的处理能力。这种使用市场上现成电路做法节省了电路设计成本并且降低了电路设计时间。

图9B描述了在校准(或模拟)程序中产生的符合线性函数722.1的电压输出，该校准(或模拟)程序在安装或实地使用位置感测系统100之前进行。在执行校准(或模拟)程序时，处理装置(如包括处理单元504的处理线路106)处理符合余弦形函数线704和正弦形函数线706(图9A中所示)的两组模拟电子信号以产生符合线性函数线722.1的电压输出。应当理解的是图9B中所示的电压变化是与沿X和Y维的磁通密度变化B_x和B_y成比例的输出/电子信号。在如图9B中所示的线性函数线722.1的坐标系中，X坐标表示转轴108上的旋转角的变化，Y坐标表示线性函数线722.1上的电压(或频率)变化。

具体地，在处理线路106中，模拟/数字转换线路502从感测装置104接收两组模拟电子信号(符合余弦形函数线704和正弦形函数线706)，将它们转换成两组数字电子信号，并且将这两组数字化的电子信号输送到处理单元504(通过处理单元504中的输入/输出线路608)。在接收两组数字化的电子信号之后，处理单元504中的处理器(CPU)602将它们储存到存储装置606中，然后将这两组数字化的电子信号转换成符合如图7B中所示的线性函数线722.1的一组电子信号。处理单元504中的处理器(CPU)602通过使用如下一套数学公式对这两组数字化的电子信号进行转换：

(1)输出电压.₁(V.₁)＝角度的函数＝m x(角度)+b＝m xθ+b

(2)tan(θ)＝sin(θ)/cos(θ)＝B_x/B_y

(3)θ＝arctan(θ)＝arc(sin(θ)/cos(θ))＝arc(B_x/B_y)

(4)输出电压.₁(V.₁)＝m x arc((sin(θ)/cos(θ))+b＝m x arc(B_x/B_y)+b

(5)输出电压.₂(V.₂)＝m x arc(k x(sin(θ)/cos(θ))+b＝m x arc(k x(B_x/B_y))+b

在上述五个数学公式所反映的步骤中，m，b和k是三个校准/模拟的线性函数的常数，其中m表示线性函数的斜率，b限定与所测量的角度有关的输出的起始点；而为了使函数线722.1的线性精确地反映在操作条件变化时的角度位置范围，k是用来调节/补偿函数线722.1的常数；sin(θ)和cos(θ)分别表示图9A中所示的函数线706和704；等式(4)表示由图9B中的函数线722.1所示的电压输出；而等式(5)表示使用常数k调节/补偿的电压输出。当k＝1时，公式(4)等于公式(5)。响应操作条件的变化，通过设置不同的常数k，函数线722.1上的两个参考电压被调节/补偿以便两状态信号的宽度和偏移(或位置偏移)可以被调节/补偿。

为了将线性函数输出转换成二状态输出，在校准(或模拟)程序中，处理器(CPU)602在线性函数线722.1的电压输出上确认两个参考电压点(或两个参考或数值)V_f1和V_f2。具体地，如图9B中所示，两个参考电压V_f1和V_f2的确认分别与对应虚线115(-L1)和117(+L1)的两个转动角位置有关。为了保持输出电压在虚线115和117与虚线119对应的中心旋转角对称，处理器(CPU)602可首先确认与转轴108上的中心虚线119有关的中心参考电压V_c。然后，处理器(CPU)602根据中心参考电压V_c确认关于中心参考电压V_c对称设置的两个参考电压V_f1和V_f2。

图9C描述了基于校准(或模拟)程序中的线性函数线722.1形成具有第一信号状态(高电压V_高)和第二信号状态(低电压V_低)的两状态信号107的方案。如图9C中所示，通过将等于或在两个参考电压点(或电压)之间的线性函数线722.1上的所有电压点(或电压)匹配(或指定)为第一两状态信号(高电压V_高)，并且通过将小于第一参考电压V_f1或大于第二参考电压V_f2的线性函数线722.1上的所有电压点匹配(或指定)为第二两状态信号(低电压V_低)从而形成两状态信号107。当校准(或模拟)的输出被送到示波器时，如图9B-C所示的电子信号还可以从示波器中观察到。

应该说明的是，虽然在图9A-9B图示地校准(或模拟)程序中，感测装置104响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7A中所示的磁通密度和/或磁场分布而产生的符合两条函数线(704,706)的输出，从而产生的符合线性函数722.1的电压输出，进一步产生空档位置两状态信号107；对如图7B中所示的磁通密度和/或磁场分布，本领域的人同样能用图9A-9B校准(或模拟)程序，产生的符合另外的Sin和Cos两条函数线的输出，从而产生产生的符合另一线性函数722.2(见图10)的电压输出，产生倒档位置两状态信号。

图10显示出在校准(或模拟)程序中产生的对应于图7A和7B的两个磁通密度变化/磁场变化分布，感测装置104和处理线路106中处理单元504产生的两个线性电压输出722.1和722.2。线性电压输出722.1是感测装置104随着响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7A中所示的磁通密度和/或磁场分布而产生的线性电压输出；而线性电压输出722.2是感测装置104随着响应空隙183中沿Bx和By维度对如图7B中所示的磁通密度和/或磁场分布而产生的线性电压输出。

在图10中，X坐标表示感测装置104的输出信号，而Y坐标表示转轴108的最大圆周转动角度范围(-Lm,+Lm)。在图10中，在Y坐标上将最大圆周转动角度范围(-Lm,+Lm)分为40个单位，将空挡的中心位置设在Y坐标的20单位上，将空挡位置的范围设置在17和23单位之间，即虚线115与117位置之间。因为圆周运动是对称的周期运动，所以其起始位置可设置在1、3、5的位置，即在0单位位置(或0单位位置附近)；在在40单位位置(或40单位位置附近，即虚线115位置)，是2、5、R档的切入位置。从图10中可看出，从0到25单位，两个线性电压输出722.1和722.2相差不大，所以用该两个线性电压输出来示出空挡位置范围的信号所产生的位移精度在可以接受范围之内，不会影响排档的操作；而从从25到40单位，两个线性电压输出722.1和722.2相差逐渐增大，所以用该两个线性电压输出，在虚线199处，可以区别转轴108是切入2、4档或是切入R档。

从图10中两个线性电压输出信号722.1和722.2进行比较后可看出，当转轴108从1档向2档或从3档向4档转动时，输出曲线是722.1；而当转轴108从5档向R档转动时，输出曲线是722.2。从图10中可看出，在1、3、5档位置，在曲线是722.1和722.2上的输出几乎一样；而在R档位置，722.2上R档的输出大于在2、4档在722.1的输出。

根据本发明，首先，在校准(或模拟)程序中产生的两个从图10中所示的线性电压输出722.1和722.2；然后，从两个线性电压输出722.1和722.2上取出六个参考电压(或参考数值)。对于线性电压输出722.1，在和虚线117、115、199相交处，采出V_f1.1、V_f1.2和V_f1.3三个参考电压(或参考数值)；对于线性电压输出722.2，在和虚线117、115、199相交处，采出V_f2.1、V_f2.2和V_f2.3三个参考电压(或参考数值)。该六个个参考电压(或参考数值)存入存储装置606。

应该理解的是，图9A-9B和图10中所示将Sin和Cos输入转换成电压输出的原理，同样适用于将Sin和Cos输入转换成PWM，SENT输出，从而用PWM或SENT的数值来决定空挡位置和倒档位置的信号输出。

在实际使用中，处理单元504用V_f2.1和V_f1.2两个参考电压(或参考数值)来判断转轴108是否在空挡位置，用V_f1.3和V_f2.3两个参考电压(或参考数值)来判断转轴108是否在2、4档位置或R档位置。具体地说，当转轴108从1、2、3、4、5或R档回到空挡位置范围时，处理器602通过输入/输出线路608接收到一个信号，处理器602将该信号和存在存储装置606中的参考电压(或参考数值)比较，判断该信号的电压值在V_f2.1和V_f1.2之间，处理单元504将第一控制信号状态(高控制状态信号或低控制状态信号)输送到连接505.1上并且将触发信号输送到连接507.1上，这将指示电路508.1设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)，以指示转轴108在空档位置上。当转轴108从空档范围档转切到1、2、3、4、5或R档位置时，处理器602通过输入/输出线路608接收到一个信号，处理器602将该信号和存在存储装置606中的参考电压比较，判断该信号的电压值小于V_f2.1并大于V_f1.2，处理单元504将第二控制信号状态(低控制状态信号或高控制状态信号)输送到连接505.2上并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)，以指示转轴108不在空档位置上。

在实际使用中，当转轴108切入R或2/4档时，处理器602通过输入/输出线路608接收到一个信号，处理器602将该信号和存在存储装置606中的参考电压(或参考数值)比较，判断该信号的电压值在大于V_f1.2，进而该信号和V_f2.3来比较，因为该信号与V_f2.3相等(或与V_f2.3相差在一个预定范围内)，处理单元504将第一控制信号状态(高控制状态信号或低控制状态信号)输送到连接505.2上并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)，以指示转轴108在倒档位置上。如果该信号不等于V_f2.3相等(或与V_f2.3相差大于一个预定范围内)，处理器602将该信号和存在存储装置606中的参考电压比较，判断该信号与V_f1.3相等(或与V_f1.3相差在一个预定范围内)，处理单元504将第二控制信号状态(低控制状态信号或高控制状态信号)输送到连接505.2上并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)，以指示转轴108不在倒档位置上。

图11描述了发动机控制系统900，其中处理线路106(或处理线路106’)的两状态输出111被用于控制汽车中的发动机。在图10中，发动机控制系统900包括感测装置104，处理线路106和ECU(发动机控制单元)902。在发动机控制系统900中，转轴108被用作变速杆，并且转动范围(-L1,+L1)反映变速杆的空档位置范围。

如图11中所示，ECU(发动机控制单元)902从处理线路106接收连接111上的空档位置两状态信号作为其输入，并且从汽车的离合器传感电路(未示出)接收输入903。输入903指示汽车的离合器是否被踩压。当ECU902基于连接111上的空档位置两状态信号探测到变速杆停留在空档位置范围有了一时间段时(例如5秒)，它关闭汽车的发动机，以节省汽油。当ECU902基于连接903上的输入探测到汽车的离合器正被踩压，ECU902基于连接111上的空档位置两状态信号探来判断测变速杆是否在空档位置范围内。ECU902只在变速杆在空档位置范围内时启动发动机。而倒档位置两状态信号被送到控制电路，启动倒档指示装置，人(如倒档指示灯或语音装置)。

需要说明的是，作为另一实施例，处理线路106中的处理单元504可以对由感测装置104所感测到转轴108的位置信号不作处理，而将该位置信号直接输出到发动机控制系统900，并在发动机控制系统900内设置一个处理单元1104，由处理单元1104处理。处理单元1104包括如图8A所示的处理单元504和两个指示电路508.1、508.2。处理单元1104输入(即处理单元1104中的处理单元504)和处理线路106中的处理单元504输出505相连接，接受如图10所示的使用线性电压输出(722.1、722.2)以及参考电压(或参考数值)V_f1.1、V_f1.2、V_f1.3、V_f2.1、V_f2.2和V_f2.3，并使用上述操作原理在发动机控制系统900内来识别空档位置和倒档位置，并产生空档位置和倒档位置信号。因为在一般情况下，发动机控制系统900内总要设置一个处理单元，所以不会增加发动机控制系统900的成本。因为处理单元1104中的处理单元504和两个指示电路508.1、508.2与处理线路106中的处理单元504和两个指示电路508.1、508.2结构和功能一样，对于处理单元1104中的处理单元504和两个指示电路508.1、508.2的结构、连接和功能不再重复叙述。

以下是感测空档位置的操作：

在实地使用时，如图8A中所示的数字处理线路106响应转轴108的转动，使用以下步骤将指示电路508.1上的空档位置信号设置成第一信号状态(对应于空挡位置)和第二信号状态(对应于非空挡位置)，如下：

(K-1)在实地使用时，根据一个实施例，当转轴108在在整个转动的活动范围(–Lm,+Lm)内转动时，传感装置基于图7A或7B磁通密度和/或磁场分布所示，感应到并产生具有Sin和Cos形状的两个电子信号。

(K-2)根据数学公式(1)-(5)，处理线路106中的处理器(CPU)602将具有Sin和Cos形状的两个电子信号转换成一个电压信号(输出信号或一个数值)。该电压信号(或数值)应落在如图10所示的模拟线性输出722.1或722.2上。

(K-3-1)处理线路106中的处理器(CPU)602将所得到的电压信号(输出信号或数值)与存在存储器606中的参考电压(参考数值)进行比较。当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(或数值)在图10的V_f2.1和V_f1.2之间，处理单元504将第一控制信号状态(高控制状态信号或低控制状态信号)输送到连接505.1上并且将触发信号输送到连接507.1上，这将指示电路508.1设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)，以指示转轴108在空档位置上；当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(输出信号或数值)不在V_f2.1和V_f1.2之间(即该信号的电压值小于V_f2.1并大于V_f1.2)，处理单元504将第二控制信号状态(低控制状态信号或高控制状态信号)输送到连接505.2上并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)，以指示转轴108不在空档位置上；或者

(K-3-2)发动机控制系统900中的处理器(CPU)602将所得到的电压信号(输出信号或数值)与存在存储器606中的参考电压(参考数值)进行比较。当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(输出信号或数值)在V_f2.1和V_f1.2之间，处理单元504将第一控制信号状态(高控制状态信号或低控制状态信号)输送到连接505.1上并且将触发信号输送到连接507.1上，这将指示电路508.1设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)，以指示转轴108在空档位置上；当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(输出信号或数值)不在V_f2.1和V_f1.2之间(即该信号的电压值小于V_f2.1并大于V_f1.2)，处理单元504将第二控制信号状态(低控制状态信号或高控制状态信号)输送到连接505.2上并且将触发信号输送到连接507.2上，这将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)，以指示转轴108不在空档位置上。

以下是感测倒档位置的操作：

在实地使用时，如图8A中所示的数字处理线路106响应转轴108的转动，使用以下步骤将指示电路508.2上的倒档位置信号设置成第一信号状态(对应于倒挡位置)和第二信号状态(对应于非倒挡位置)，第一种操作方案如下：

(D-1-1-a)在实地使用时，当转轴108在5、R工作位置时，并且向左转动，从5档切入R档时(参考图5C)，传感装置，基于图7B磁通密度变化和/或磁场变分布所示，响应由磁铁装置102产生的沿X维和/或Y维的磁通密度变化和/或磁场变化，产生具有Sin和Cos形状的两个电子信号。

(D-1-2-a)根据数学公式(1)-(5)，处理线路106中的处理器(CPU)602将具有Sin和Cos形状的两个电子信号转换成一个电压信号(输出信号或数值)。该电压信号(或数值)应落在如图10所示的模拟线性输出722.2上。

(D-1-3-a)处理线路106中的处理器(CPU)602将所得到的电压信号(输出信号或数值)与存在存储器604中的参考电压(参考数值)进行比较。当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(或数值)与V_f2.3相等(或与V_f2.3相差在一个预定范围内)，处理器(CPU)602在连接505.2和507.2上分别产生相应的状态控制信号和触发信号以将指示电路508.2设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)。

(D-2-1-a)当转轴108当转轴108在1、2或3、4工作位置时并向左转动，并从1/3档切入2/4档时，传感装置，基于图7A或7B磁通密度变化和/或磁场变分布所示，响应由磁铁装置102产生的沿X维和/或Y维的磁通密度变化和/或磁场变化，产生具有Sin和Cos形状的两个电子信号。

(D-2-2-a)根据数学公式(1)-(5)，处理线路106中的处理器(CPU)602将具有Sin和Cos形状的两个电子信号转换成一个电压信号(或一个数值)。该电压信号(或数值)应落在如图10所示的线性输出722.1上。

(D-2-3-a)处理线路106中的处理器(CPU)602将所得到的电压信号(或数值)与存在存储器604中的参考电压(参考数值)进行比较。当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(或数值)与V_f1.3相等(或与V_f1.3相差在一个预定范围内)，处理器(CPU)602分别在连接505.2和507.2上产生相应的状态控制信号和触发信号以将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

在实地使用时，如图8A中所示的数字处理线路106响应转轴108的转动，使用以下步骤将指示电路508.2上的倒档位置信号设置成第一信号状态(对应于倒挡位置)和第二信号状态(对应于非倒挡位置)，第二种操作方案如下：

(D-1-1-b)在实地使用时，当转轴108在5、R工作位置时，并且向左转动，从5档切入R档时(参考图5C)，传感装置，基于图7B磁通密度变化和/或磁场变分布所示，响应由磁铁装置102产生的沿X维和/或Y维的磁通密度变化和/或磁场变化，产生具有Sin和Cos形状的两个电子信号。

(D-1-2-b)根据数学公式(1)-(5)，处理线路106中的处理器(CPU)602将具有Sin和Cos形状的两个电子信号转换成一个电压信号(输出信号或数值)。该电压信号(或数值)应落在如图10所示的模拟线性输出722.2上。

(D-1-3-b)发动机控制系统900中的处理器(CPU)602将所得到的电压信号(输出信号或数值)与存在存储器604中的参考电压(参考数值)进行比较。当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(或数值)与V_f2.3相等(或与V_f2.3相差在一个预定范围内)，处理器(CPU)602在连接505.2和507.2上分别产生相应的状态控制信号和触发信号以将指示电路508.2设置成第一信号状态(高电压状态V_高或低电压状态V_低)。

(D-2-1-b)当转轴108当转轴108在1、2或3、4工作位置时并向左转动，并从1/3档切入2/4档时，传感装置，基于图7A或7B磁通密度变化和/或磁场变分布所示，响应由磁铁装置102产生的沿X维和/或Y维的磁通密度变化和/或磁场变化，产生具有Sin和Cos形状的两个电子信号。

(D-2-2-b)根据数学公式(1)-(5)，处理线路106中的处理器(CPU)602将具有Sin和Cos形状的两个电子信号转换成一个电压信号(或一个数值)。该电压信号(或数值)应落在如图10所示的线性输出722.1上。

(D-2-3-b)发动机控制系统900中的的处理器(CPU)602将所得到的电压信号(或数值)与存在存储器604中的参考电压(参考数值)进行比较。当处理器(CPU)602确定得到的电压信号(或数值)与V_f1.3相等(或与V_f1.3相差在一个预定范围内)，处理器(CPU)602分别在连接505.2和507.2上产生相应的状态控制信号和触发信号以将指示电路508.2设置成第二信号状态(低电压状态V_低或高电压状态V_高)。

执行以上步骤的程序、指令集、或数据可以被储存在处理线路106中或发动机控制系统900中的存储装置606中，并能够被处理器(CPU)602执行或调用。

对本领域技术人员来说可以对本文所描述的实施例进行各种改变和变型而不脱离本发明的精神和范围，这是显然的。因此，本说明书意图覆盖各种改变和变型，如果这样的改变和变型在随附的权利要求和其等同物的范围内。

Claims

1.一种用于感测转轴(108)的空档位置和倒档位置的传感装置，所述转轴(108)能作转动或直线移动，其特征在于所述传感装置包括：

沿轴向固定设置在所述转轴(108)上的磁铁装置(102)和铁磁块(113)；

设置在转轴(108)上方的感测元件(302)；当转轴(108)处于非倒档位置时，所述感测元件(302)和铁磁块(113)处于在转轴(108)的径向上错开的位置，所述感测元件(302)感测所述磁铁装置(102)所提供的第一磁通密度分布，并产生第一种感应输出信号；当转轴(108)处于倒档位置时，所述感测元件(302)和铁磁块(113)处于在转轴(108)的径向对齐的位置，从而感测到所述磁铁装置(102)所提供的第二磁通密度分布，并产生第二种感应输出信号；和

处理线路(106)，所述处理线路(106)与所述感测元件(302)相连，所述处理线路(106)包括指示电路(508.1、508.2)，所述处理线路(106)控制所述指示电路(508.1、508.2)；对应于所述第一种感应输出信号，所述处理线路(106)指示所述指示电路(508.1、508.2)产生空档位置信号；对应于所述第二种感应输出信号，所述处理线路(106)指示所述指示电路(508.1、508.2)产生倒档位置信号。

2.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于：

所述传感装置具有一套感测元件(302)和一套处理线路(106)。

3.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于：

所述第一种感应输出信号和第二种感应输出信号是符合线性函数关系的电信号。

4.根据权利要求3所述的传感装置，其特征在于：

所述第一种感应输出信号对应于所述转轴(108)在非倒档位置；

所述第二种感应输出信号对应于所述转轴(108)在倒档位置。

5.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于：

所述磁铁装置(102)和铁磁块(113)能随着转轴(108)的直线移动而随其直线移动。

6.根据权利要求5所述的传感装置，其特征在于：

所述磁铁装置(102)的长度大于所述铁磁块(113)的长度。

7.根据权利要求1所述的传感装置，其特征在于：

所述感测元件(302)为霍尔元件。

8.一种用于感测转轴(108)的非倒档位置和倒档位置的感测系统，所述转轴(108)能作转动或直线移动，其特征在于所述感测系统包括：

固定设置在转轴(108)上的磁铁装置(102)和铁磁块(113)，所述铁磁块(113)设置在所述磁铁装置(102)的一端；所述的磁铁装置(102)和所述铁磁块(113)在非倒档感测位置和倒档感测位置分别提供第一磁通密度分布和第二磁通密度分布；所述第一磁通密度分布和所述第二磁通密度分布不同；和

分离地设置在转轴(108)上方的感测元件(302)，所述感测元件(302)分别在非倒档感测位置和倒档感测位置感测所述第一磁通密度分布和所述第二磁通密度分布，并产生第一种感应输出信号和第二种感应输出信号；

所述第一种感应输出信号和第二种感应输出信号不同。

9.根据权利要求8所述的感测系统，其特征在于所述感测元件(302)包括；

处理线路(106)，对应于所述感测元件(302)产生的第一种感应输出信号和第二种感应输出信号，所述处理线路(106)分别产生第一种电压信号和第二种电压信号；

指示电路(508.1、508.2)，对应于第一种电压信号和第二种电压信号，所述指示电路(508.1、508.2)产生非倒档位置信号和倒档位置信号。

10.根据权利要求8所述的感测系统，其特征在于：

所述感测系统具有一套感测元件(302)和一套处理线路(106)。

11.根据权利要求10所述的感测系统，其特征在于：

12.根据权利要求8所述的感测系统，其特征在于：

所述磁铁装置(102)的长度大于所述铁磁块(113)的长度。

13.根据权利要求8所述的感测系统，其特征在于：

当转轴(108)处于倒档位置时，所述感测元件(302)和铁磁块(113)在转轴(108)的径向对齐，从而感测到所述磁铁装置(102)所提供的第二磁通密度分布；

当转轴(108)处于非倒档位置时，所述感测元件(302)和铁磁块(113)处于在转轴(108)径向上错开的位置，从而所述感测元件(302)感测到所述磁铁装置(102)所提供的第一磁通密度分布。

14.根据权利要求8所述的感测系统，其特征在于：

所述感测元件(302)为霍尔元件。

15.一种使用传感装置感测元件测试转轴(108)空档和倒档位置方法，所述转轴(108)能做转动或直线移动，其特征在于所述方法包括；

在转轴(108)上方设置感测元件(302)；

在转轴(108)上沿轴向固定设置磁铁装置(102)；

在转轴(108)上靠近磁铁装置(102)的一端固定设置铁磁块(113)；

当转轴(108)处于非倒档位置时，所述感测元件(302)和铁磁块(113)处于在转轴(108)的径向上错开的位置，所述感测元件(302)感测所述磁铁装置(102)所提供的第一磁通密度分布，并产生第一种感应输出信号；

当转轴(108)处于倒档位置时，所述感测元件(302)和铁磁块(113)处于在转轴(108)的径向对齐的位置，从而感测到所述磁铁装置(102)所提供的第二磁通密度分布，并产生第二种感应输出信号；

使用第一种感应输出信号来产空档位置信号；

使用第二种感应输出信号来产生倒档位置信号。