具体实施方式

本公开现在将参照附图进行，其中示出了各种方法。然而，应当理解的是，速度传感器组件可以以许多不同的形式实施，不应解释为限于本文提出的方法。相反，提供这些方法使得本公开彻底和完整，并向本领域的熟练技术人员充分地传达本公开的范围。在附图中，相同的数字在整个图中指的是相同的元件。

本实施例通过提供解决在最小和最大气隙下的信号问题的单个霍尔元件来解决现有技术的上述至少一部分不足。此外，为了避免霍尔芯片在最小气隙下无法操作的问题，例如由于强磁场使霍尔芯片饱和，可以提供带槽的磁体来降低磁场，从而满足霍尔芯片效应。

虽然不限于单个应用，但是本文所述的传感器组件可用于检测车辆变速器中的齿轮或目标轮，并产生与速度成比例的电数字信号。变速器控件使用该信息来修改各种变速器功能(诸如换挡点)，并进行诊断测试。

正如所公开的，本实施例提供了一种具有大体积的跑道形磁体。通过将磁体与附加的极片耦合，磁场被降低。当目标轮靠近霍尔芯片时，磁场幅度超过500mT。在常规设计中，霍尔芯片无法在这些条件下正常操作。然而，在本实施例中，在极片下方穿过磁体设有槽。有槽的磁体有助于降低磁场幅度。因此，该传感器组件可以满足霍尔芯片应用的磁场和峰间值要求，并且也可以在最小和最大气隙的情况下操作。在一些实施例中，该磁体不包括钻探贯穿其中的槽。

现在参照图1，将描述根据本发明的实施例的输出速度传感器组件(下称“传感器组件”)114。该传感器组件114可以是设置在壳体(未示出)内的霍尔效应传感器。如图所示，传感器组件114可包括磁体116和传感器118(诸如包含霍尔芯片的霍尔效应传感器)。在霍尔芯片118和磁体116之间是极片125。在本非限制性实施例中，磁体116可以包括第一端115、与第一端115相对的第二端117、第一和第二侧115和117之间延伸的第一侧119，以及与第一侧119相对的第二侧121(图2)。如图所示，第一和第二侧119、121可以由相互平行的一般平面限定。磁体116可以是永磁体。

霍尔芯片118可以直接耦合到极片125上，其进行操作来减少或抵消磁场。极片125将磁场定位在接近霍尔芯片118的敏感霍尔板上。极片125可以采用极片材料129，诸如能够吸引磁场分布的铁磁材料(例如，碳钢)。随着磁体116移动，其磁场分布发生变化。极片125作为磁场的减速器操作，改善由磁体116产生的磁通场的形状并引导该磁通场，以确保磁场强度适合霍尔芯片118。因此，当霍尔芯片118与极片125结合在一起时，其在更大的范围内更加稳定和精确。

传感器组件114可以耦合到PCB 120，然后其可以定位在壳体内。在一些实施例中，传感器组件114的霍尔芯片118可以物理地和电子地耦合到PCB 120，例如，通过一组可在其间提供输入/输出的电缆线128或PCB线路。所述PCB 120还包括用于粘贴组件和霍尔芯片118的焊盘123。如图所示，PCB 120具有第一主侧132和第二主侧134，其中磁体116直接耦合到第一主侧132。PCB 120可以是刚性或柔性PCB。虽然未示出，但是PCB 120可以进一步包括耦合到那里的输出信号电缆，电源线和地线。在一些实施例中，所述PCB 120可以包括一系列小的刚性印刷电路板，这些电路板可以使用所述PCB 120和/或接线相互连接。

如上所述，在一些实施例中，霍尔芯片118和磁体116作为霍尔效应传感器操作。即，霍尔芯片118(例如，霍尔芯片)和磁体116以这样的方式布置或被操作，以形成不均匀的磁场(例如，以周期变化的方式的磁场)，并且该磁场变化将产生根据霍尔效应在导体中感应的电位差的相应变化。霍尔芯片118可以检测霍尔芯片118的各个感测元件(例如，载流导体)所经历的磁场变化，并可以基于这种霍尔效应现象来构建。在一个实施例中，利用霍尔效应，霍尔芯片118和磁体116协助检测变速器中的齿轮或目标轮，并生成与旋转速度成比例的电数字信号。变速器可以控制使用该信息来修改各种变速器功能，诸如换挡点，并进行诊断测试。

现在转向图2-3，将更详细地描述根据本公开实施例的传感器组件114。如图所示，磁体116可以包括由极片125(例如，沿顶部)部分围绕的槽140。在一些实施例中，所述槽140是凹入在磁体116的第一端115的端面144中的通道。槽140可以在磁体116的第一侧119和第二侧121之间延伸。如图2所示，极片125与磁体116的端面144直接耦合，以形成槽140的盖板或上壁。在一些实施例中，极片125以平行于由端面144所限定的平面为取向。此外，在一些实施例中，槽140可以稍微偏离所示位置中心。并且进一步地，在一些实施例中，可以存在一个以上的槽140。

通过在磁体116中在极片125和霍尔芯片118下方提供槽，磁场幅度降低。因此，传感器组件114仍然满足霍尔效应传感器应用的磁场和峰间值要求，并且还可以在最小和最大气隙的情况下操作。例如，图4是示出了最小气隙与带槽磁体116的图表150，并且图5是示出了最大气隙与带槽磁体116的图155。具有槽140形成于其中的跑道型磁体116具有很强的磁性能力，但不会引起很大的磁场，因此可以在小气隙和更大气隙应用中操作。例如，本公开的传感器组件114可以允许从50mT到500mT的偏置磁体，其峰间值超过10mT。

现在转向图6，将更详细地描述根据本公开的实施例的用于降低速度传感器组件(诸如速度传感器组件114)中的磁场幅度的方法200。在框201中，方法200可以包括提供具有第一主侧和第二主侧的PCB。在框203中，方法200可以包括将磁体与PCB的第一主侧直接耦合。在一些实施例中，磁体可以包括第一端、与第一端相对的第二端、在第一侧和第二侧之间延伸的第一侧以及与第一侧相对的第二侧。第一和第二侧可以由相互平行的一般平面来定限定。在一些实施例中，磁体的第一侧与PCB的第一主侧直接物理耦合。

在框205中，方法200可以包括将传感器电连接到PCB。在一些实施例中，所述传感器是包括霍尔芯片的霍尔效应传感器。在一些实施例中，传感器可以通过一组电缆线电连接到PCB，其可以在其间提供输入/输出。

在框207中，方法200可以包括将极片耦合到磁体和传感器。在一些实施例中，极片可以采用极片材料，诸如能够抵消由磁体和目标轮产生的某些磁场的铁磁材料。随着磁体的移动，其磁场分布发生变化。

在框209中，方法200可包括沿磁体的端面提供槽以降低磁体和极片的磁场幅度。在一些实施例中，极片直接耦合到磁体的端面上。因此，所述槽被极片包围/覆盖。在一些实施例中，所述槽形成于磁体的第一和第二侧之间。在一些实施例中，所述槽凹在磁体的第一端的端面中。在一些实施例中，极片附接到由磁体端面所限定的平面上，并且以平行该平面为取向。

虽然在这里为简洁起见未示出或描述，本领域的普通技术人员将理解速度传感器组件114可以与PCBA操作，PCBA包括一些电子元件，霍尔芯片和磁体。所述传感器探测器可配置为与所述霍尔芯片118通信，其中所述传感器可操作以感测靠近所述霍尔芯片118的磁体116的位置和/或强度。传感器检测器可以接收来自磁场的传感器(靠近耦合到传感器的极片125)的测量/输出，并基于磁场的测量确定磁体116相对于极片125和霍尔芯片118的位置。

本文所述的传感器组件114可以定位于靠近变速器齿轮的位置。所述变速器齿轮可包括多个齿。此外，所述变速器齿轮可由轴旋转支承。因此，变速器齿轮可能会旋转。在一些实现中，传感器组件114响应于与变速器齿轮相关联的铁磁齿轮齿。具体地说，传感器组件114的霍尔芯片可以生成与磁场有关的输出信号，揭示了所述磁场传感器元件是否在齿轮齿上还是齿轮谷上。输出信号可以具有指示变速器齿轮旋转速度的相关频率。因此，传感器组件114可以检测变速器齿轮的旋转速度。

本文使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变体，是指包括其后列出的项目及其等价物以及附加项目。因此，“包括”、“包含”或“具有”及其变体的术语均为开放式表达，并在此可互换使用。

在文本使用的短语“至少一个”，“一个或多个”，和“和/或”是在操作中既可以是连接的又可以是分离的的开放表达。例如，表达“A，B和C中的至少一个”，“A、B或C中的至少一个”，“A、B和C中的一个或多个”，“A、B或C中的一个或多个”和“A，B和/或C”的每一个都是指单独A，单独B，单独C，A和B一起，A和C一起，B和C一起，或A、B和C一起。

所有方向的引用(例如，近端、远端、上、下、向上、向下、左、右、横向、纵向、前面、后面、顶部、底部、上面、下面、垂直、水平、径向、轴向、顺时针、逆时针)仅用于表示目的以帮助读者理解本公开，并且不会造成限制，特别是关于本公开的位置、取向或使用。连接引用(例如附接的、耦合的、连接的和结合的)应被广泛地解释，并且可以包括元件集合之间的中间构件和元件之间的相对移动，除非另有说明。因此，连接引用并不一定推断两个元件是直接连接的，并且彼此之间有固定的关系。

此外，标识引用(例如，主要的、次要的、第一、第二、第三、第四等等)并不是用来暗示重要性或优先级，而是用来区别一个特征与另一个特征。这些图仅用于说明的目的，并且图中反映的附接到其的尺寸、位置、顺序和相对尺寸可以改变。

此外，术语“实质性的”或“实质上地”，以及术语“近似的”或“近似地”，可以在一些实施例中互换地使用，并且可以使用本领域任一普通技术人员可接受的任何相对措施来描述。例如，这些术语可以用作与参考参数的比较，以指示能够提供预期功能的偏差。虽然是非限制性地，但与参考参数的偏差可以是小于1％、小于3％、小于5％、小于10％、小于15％、小于20％等的量。

本公开不受本文所述的具体实施例的范围限制。事实上，除了本文所描述的，本公开的其他各种实施例和修改，对于本领域普通技术人员来说，根据上述描述和附图将是显而易见的。因此，此类其他实施例和修改将落入本公开的范围内。此外，本公开已在特定环境中为特定目的的特定实现的上下文中进行了描述。本领域普通技术人员将认识到其用途不受限于此，并且本公开可在任何数量的环境中为任何数量的目的有利地实施。因此，所述的权利要求将根据本文所述的公开内容的广度和精神进行解释。