CN109891186B - 集成式双旋转位置传感器 - Google Patents

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Abstract

一种旋转位置传感器(102)，包括限定内部腔室的传感器壳体(202)。第一转子(206)可位于内部腔室内并能够在内部腔室内旋转，第一转子(206)可至少部分地限定孔(214)以接收轴(112)并且包括第一磁体(326)。此外，旋转位置传感器(102)可包括位于内部腔室内并能够在内部腔室内旋转的第二转子(208)，第二转子(208)可至少部分地限定孔(214)以接收轴(112)并且包括第二磁体(328)。环元件(304)可以设置在传感器壳体(202)中，并且环元件(304)可以布置在第一转子(206)和第二转子(208)之间。

Description

集成式双旋转位置传感器
技术领域
本公开总体上涉及传感器。特别地，本公开涉及用于感测车辆系统中的控制器的位置的旋转位置传感器。
背景技术
旋转位置传感器可以用于车辆中感测加速器踏板、离合器踏板、制动器踏板、节气门体以及车辆系统中的其它这样的控制器的位置。传统旋转位置传感器可使用成形磁体引导磁通到一个或多个霍尔效应传感器，以实现车辆系统中各个控制器的位置感测。
传统旋转位置传感器起到感测车辆系统中的单个控制器(例如，单个加速器踏板或单个制动器踏板)的位置的作用。因此，单个传统旋转位置传感器不能够提供与多个靠近的车辆控制器相关的位置信息。更具体地，传统旋转位置传感器必须与每个车辆控制器(例如，加速器踏板、离合器踏板和制动器踏板)相关联。因此，需要提供一种能够提供与多个靠近的车辆控制器相关联的位置信息的旋转位置传感器。
现有旋转位置传感器的其他问题将鉴于下面的公开内容而变得明显。
发明内容
提供该发明内容是为了以下面在具体实施方式中进一步描述的简化形式引入一些构思。该发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，该发明内容也不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。
根据一个实施方式，一种旋转位置传感器，可以包括传感器壳体。第一转子可设置在旋转位置传感器壳体中，所述第一转子在所述旋转位置传感器壳体能够独立地旋转。此外，第二转子可设置在旋转位置传感器壳体中，所述第二转子也在旋转位置传感器壳体中能够独立地旋转。
根据另一实施方式，一种旋转位置传感器，可以包括限定内部空腔的传感器壳体。第一转子可位于所述内部空腔内并能够在所述内部空腔内旋转，第一转子至少部分地限定用以接收轴的孔，并且第一转子包括第一磁体。此外，旋转位置传感器可包括第二转子，第二转子位于内部空腔内并能够在内部空腔内旋转，所述第二转子至少部分地限定用于接收所述轴的所述孔，并且所述第二转子包括第二磁体。在传感器壳体中可设置一环元件，所述环元件布置在所述第一转子和所述第二转子之间。
附图说明
图1示出了旋转位置传感器的示例性使用，其包括在一个壳体中的两个旋转位置传感器；
图2示出了旋转位置传感器的透视图；
图3示出了旋转位置传感器的另一透视图；和
图4示出了从图2所示的线I-I的角度观察的旋转位置传感器的横截面视图。
具体实施方式
公开了旋转位置传感器。在一个实施方式中，旋转位置传感器包括传感器壳体。两个转子可设置在传感器壳体中。这两个转子中的每个转子可以是在传感器壳体中能够独立地旋转，并且这两个转子中的每个转子可以包括磁体，例如成形磁体。传感器，如霍尔效应传感器，可以设置在传感器壳体内，并且定位成邻近所述磁体。在一个实施方式中，第一霍尔效应传感器设置成邻近所述磁体中的第一磁体，第二霍尔效应传感器设置成邻近所述磁体中的第二磁体。该霍尔效应传感器或这些霍尔效应传感器适于感测与所述第一磁体和第二磁体相关联的磁场的大小和方向，并且产生响应于由霍尔效应传感器所感测的磁场的电信号。旋转位置传感器起到提供与联接至所述转子中的第一转子的设备相关的旋转数据的作用。在一个示例中，该设备是第一制动器踏板臂的一部分。此外，旋转位置传感器起到提供与联接至所述转子中的第二转子的第二设备相关的旋转数据的作用。在一个示例中，所述第二设备是第二制动器踏板臂的一部分。
图1示出了旋转位置传感器102的示例性使用，该旋转位置传感器包括在一个壳体中的两个旋转位置传感器。如图所示，旋转位置传感器102被联接在对应于第一制动器踏板的第一制动器踏板臂104与对应于第二制动器踏板的第二制动器踏板臂106之间。轴112可以至少延伸穿过与旋转位置传感器102相关联的孔或孔洞。第一制动器踏板臂104包括外扩制动器臂部分108，当第一制动器踏板被接合时，该外扩的制动器臂部分被致使旋转。该外扩制动器臂部分108被联接至旋转位置传感器102的两个旋转位置传感器中的第一旋转位置传感器。第二制动器踏板臂106包括外扩制动器臂部分110，当第二制动器踏板被致动时，该外扩制动器臂部分被致使旋转。该外扩制动器臂部分110联接至旋转位置传感器102的两个旋转位置传感器中的第二旋转位置传感器。
尽管图1示出了与第一制动器踏板臂104和第二踏板臂106相关的旋转位置传感器102的使用，但这是非限制性示例。特别地，旋转位置传感器102可以定位在其他可旋转元件之间，例如与离合器、节气门体和类似物相关联的可旋转元件之间。
图2示出了旋转位置传感器102的透视图。旋转位置传感器102包括旋转位置传感器壳体或传感器壳体202。传感器壳体202包括插头部分204，该插头部分实现旋转位置传感器102与电子控制单元或者其它计算机或处理器的连接。电子控制单元或者其它计算机或处理器可以与车辆系统相关联，诸如汽车、农业或作业机械、或类似物。
第一转子206可以设置在传感器壳体202中。此外，第二转子208可以设置在传感器壳体202内。第一转子206和第二转子208中的每个能够独立地旋转。例如，可旋转元件(例如，外扩制动器臂部分108)可以联接至第一转子206，从而致使第一转子206旋转。此外，单独的可旋转元件(例如，外扩制动器臂部分110)可以联接至第二转子208，从而致使第二转子208旋转。如图所示，孔或孔洞214穿过至少第一转子206和第二转子208限定。该孔或孔洞214用于收容轴112。该孔或孔洞214是旋转位置传感器102的可选元件。此外，一凹口216设置在第一转子206的外表面上。类似的凹口也存在于第二转子208上。凹口216被设计成接合与外扩制动器臂部分108相关联的突出部或键。
在一个实施方式中，旋转位置传感器102包括第一盖210，该第一盖定位在第一转子206的至少一部分上。类似地，旋转位置传感器102包括第二盖212，该第二盖定位在第二转子208的至少一部分上。第二盖212的视图在随后的与本公开相关联的一个或多个附图中提供。
图3示出了旋转位置传感器102的另一透视图。在该透视图中，第一转子206、第二转子208、第一盖210和第二盖212未示出，以便使得旋转位置传感器102的内部空腔302是可见的。如图所示，旋转位置传感器102包括设置在内部空腔302内的环元件304。环元件302可以由铁磁材料制成的，例如铁或类似材料。环元件302起到提供第一转子206和第二转子208之间的磁场间隔的作用。另外，环元件302提供在第一转子206和第二转子208之间的分割屏障，以最小化第一转子206和第二转子208之间的摩擦。
图3还示出了作为传感器壳体202的一部分的中央部分306。中央部分306接合与环元件302相关联的内周308的至少一部分。此外，传感器壳体202的内部空腔302接合与环元件302相关联的外周310的至少一部分。因此，环元件302被传感器壳体202的内部空腔302和中央部分306固定地保持就位。
图4示出了从图2所示的线I-I的角度观察的旋转位置传感器102的横截面视图。如图所示，由橡胶制成的O形环302可以设置在第一转子206的面304上。因此，O形环302定位在第一盖210的内表面306和第一转子206的面304之间。O形环302设置成用以减轻水和诸如灰尘、化学物等的其它外部环境元素的侵入。同样，由橡胶制成的O形环308可以设置在第二转子208的面310上。因此，O形环308定位在第二盖212的内表面312和第二转子208的面310之间。O形环308设置成用以减轻水和诸如灰尘、化学物等的其它外部环境因素的侵入。
O形环314设置在中央部分306的第一表面318上。O形环314可以由橡胶制成。O形环314定位在中央部分306和第一转子206的内表面316之间。O形环314设置成用以减轻水和诸如灰尘、化学物等的其它外部环境元素的侵入。O形环320设置在中央部分306的第二表面322上。O形环320可以由橡胶制成。O形环320定位在中央部分306和第二转子208的内表面324之间。O形环320设置成用以减轻水和诸如灰尘、化学物等的其它外部环境元素的侵入。
磁体326可以与第一转子206相关联。磁体326可以成型或成形为与第一转子206的形状相符，或者成型或成形为与第一转子206的形状的一部分相符。磁体328可以与第二转子208相关联。磁体308可以成型或成形为与第二转子208的形状相符，或者成型或成形为与第二转子208的形状的一部分相符。
磁场传感器330和332可以被容纳在传感器壳体202内。在一个替代实施例中，代替磁场传感器330和332，单个磁场传感器可以被容纳在传感器壳体202内。磁场传感器330和332可以是霍尔效应传感器。可替换地，磁场传感器330和332也可以是各向异性磁阻传感器、巨磁阻传感器和隧道磁阻传感器。
磁场传感器330产生响应于磁体326的位置而变化的电输出信号。随着转子206旋转，磁体326的位置将发生变化。当由磁体326产生的磁场(即，大小/强度和极性/方向)随着转子206旋转而变化时，由磁场传感器330产生的电输出信号相应地发生变化，由此允许转子206的位置被确定或探知并相应地允许联接至转子206的外扩制动器臂部分108的位置被确定或探知。磁场传感器330感测随着磁体326旋转而变化的磁场(即，大小/强度和极性/方向)。在一个实施例中，由磁场传感器330产生的电信号与外扩制动器臂部分108的位置成比例。
类似地，磁场传感器332产生响应于磁体328的位置而变化的电输出信号。随着转子208旋转，磁体328的位置将发生变化。当由磁体328产生的磁场(即，大小/强度和极性/方向)随着转子208旋转而变化时，由磁场传感器332产生的电输出信号相应地发生变化，由此允许转子208的位置被确定或探知并相应地允许联接至转子208的外扩制动器臂部分110的位置被确定或探知。磁场传感器332感测随着磁体328旋转而变化的磁场(即，大小/强度和极性/方向)。在一个实施例中，由磁场传感器332产生的电信号与外扩制动器臂部分110的位置成比例。
如图4进一步所示，弹簧334设置在由第一转子206和第一盖210限定的狭槽336中。该弹簧334起到将第一转子206偏压至一预定初始位置的作用。此外，弹簧338设置在由第二转子208和第一盖212限定的狭槽340中。弹簧3和38起到将第一转子208偏压至一预定初始位置的作用。
虽然公开了示例性旋转位置传感器，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等同物。在不脱离权利要求的范围的情况下，可以进行其他修改以使特定情况或材料适应上面公开的教导。因此，权利要求不应被解释为局限于所公开的特定实施例中的任一个，而是限于落入权利要求的范围内的任何实施例。

Claims (16)

1.一种旋转位置传感器，包括：
旋转位置传感器壳体，所述旋转位置传感器壳体具有环形中央部分，所述环形中央部分限定有适于接收轴的孔，其中，所述环形中央部分是所述旋转位置传感器壳体的一部分；
设置在所述旋转位置传感器壳体中的第一转子，所述第一转子位于所述环形中央部分的第一侧上并且与所述环形中央部分同轴，所述第一转子能够在所述旋转位置传感器壳体中独立地旋转；
设置在所述旋转位置传感器壳体中的第二转子，所述第二转子位于所述环形中央部分的第二侧上并且与所述环形中央部分同轴，所述第二转子能够在所述旋转位置传感器壳体中独立地旋转；和
设置在所述旋转位置传感器壳体中的环元件，所述环元件位于所述第一转子和所述第二转子之间，所述环元件的内周接合所述环形中央部分，所述环元件的外周接合所述旋转位置传感器壳体的内部，使得所述环元件由所述环形中央部分和所述旋转位置传感器壳体的内部固定地保持就位，其中，所述环元件提供在所述第一转子和所述第二转子之间的分割屏障，以最小化所述第一转子和所述第二转子之间的摩擦，
其中，所述第一转子包括第一成形磁体，所述第二转子包括第二成形磁体。
2.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其中，所述环元件包括铁磁材料。
3.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其中，所述环形中央部分包括第一面和第二面，所述第一面和所述第二面中的每个包括与之相联接的顺应性O形环。
4.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，还包括定位成邻近所述第一成形磁体的第一霍尔效应传感器和定位成邻近所述第二成形磁体的第二霍尔效应传感器。
5.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，还包括定位在设置在所述旋转位置传感器壳体中的所述第一转子的至少一部分上的第一盖和设置在所述第一盖与所述第一转子之间的顺应性O形环。
6.根据权利要求5所述的旋转位置传感器，还包括定位在设置在所述旋转位置传感器壳体中的所述第二转子的至少一部分上的第二盖和设置在所述第二盖与所述第二转子之间的另一顺应性O形环。
7.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，还包括设置在所述旋转位置传感器壳体中的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧联接至所述旋转位置传感器壳体并定位在所述旋转位置传感器壳体与所述第一转子之间，所述第二弹簧联接至所述旋转位置传感器壳体并定位在所述旋转位置传感器壳体与所述第二转子之间。
8.根据权利要求1所述的旋转位置传感器，其中，所述第一转子和所述第二转子中的每个包括在其面向外的表面上的凹口。
9.一种旋转位置传感器，包括：
限定内部腔室的传感器壳体，所述传感器壳体具有环形中央部分，所述环形中央部分限定有适于接收轴的孔，其中所述环形中央部分是所述传感器壳体的一部分；
位于所述内部腔室内并能够在所述内部腔室内旋转的第一转子，所述第一转子至少部分地限定用以接收所述轴的所述孔，并且所述第一转子包括第一磁体；
位于所述内部腔室内并能够在所述内部腔室内旋转的第二转子，所述第二转子至少部分地限定用以接收所述轴的所述孔，并且所述第二转子包括第二磁体；和
设置在所述传感器壳体的所述内部腔室中的环元件，所述环元件布置在所述第一转子和所述第二转子之间，所述环元件的内周接合所述环形中央部分，所述环元件的外周接合所述传感器壳体的所述内部腔室，使得所述环元件由所述环形中央部分和所述传感器壳体的所述内部腔室固定地保持就位，其中，所述环元件提供在所述第一转子和所述第二转子之间的分割屏障，以最小化所述第一转子和所述第二转子之间的摩擦。
10.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，其中，所述环元件包括铁磁材料。
11.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，其中，所述环形中央部分包括第一面和第二面，第一面和第二面中的每个包括与之相联接的顺应性O形环。
12.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，其中，所述第一磁体是成形磁体，所述第二磁体是另一成形磁体。
13.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，还包括定位成邻近所述第一磁体的第一霍尔效应传感器和定位成邻近所述第二磁体的第二霍尔效应传感器。
14.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，还包括定位在设置在所述传感器壳体中的所述第一转子的至少一部分上的第一盖和设置在所述第一盖与所述第一转子之间的顺应性O形环、以及定位在设置在所述传感器壳体中的所述第二转子的至少一部分上的第二盖和设置在所述第二盖与所述第二转子之间的另一顺应性O形环。
15.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，还包括设置在所述传感器壳体中的第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧联接至所述传感器壳体并且定位在所述传感器壳体与所述第一转子之间，所述第二弹簧联接至所述传感器壳体并且定位在所述传感器壳体与所述第二转子之间。
16.根据权利要求9所述的旋转位置传感器，其中，所述第一转子和所述第二转子中的每个包括在其面向外的表面上的凹口。
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