本申請要求由Kumaran Sena Narasimhan等人于2015年9月18日提交的名稱為“轉(zhuǎn)向位置傳感器（多轉(zhuǎn)式1440度角度位置傳感器）”的印度臨時(shí)專利申請第2959/DEL/2015號的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)專利申請的全部內(nèi)容以參考的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型總體上涉及位置傳感器，更具體地涉及多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器。

背景技術(shù)：

在許多裝置和系統(tǒng)中使用角度位置傳感器來感測角度（例如，旋轉(zhuǎn)）位置。在有些情況下，需要感測裝置的多轉(zhuǎn)式（例如，>360度）角度位置。在汽車和各種其它車輛運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)部的許多裝置有這種需要。一種具體裝置的例子是方向盤。通常理想的是感測例如至少+720度的方向盤旋轉(zhuǎn)。這需要具有1440度的最小感測范圍的傳感器。遺憾的是，目前可提供很少的具有1440度的最小感測范圍并且顯示充分的可靠性、穩(wěn)定性和精度的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器。

因此，對于提供1440度的最小感測范圍并且顯示充分的可靠性、穩(wěn)定性和精度的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器存在著需求。本實(shí)用新型設(shè)法滿足至少這個(gè)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型內(nèi)容旨在描述在“具體實(shí)施方式”中進(jìn)一步描述的采用簡化形式的所選擇的概念。本實(shí)用新型內(nèi)容并非意圖確定要求保護(hù)的主題的主要特征或基本特征，也并非意圖用作確定要求保護(hù)主題的范圍的輔助手段。

在一個(gè)實(shí)施例中，多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器包括：固定結(jié)構(gòu)、固定磁體、軸、軸磁體、多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體、旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器、和軸旋轉(zhuǎn)傳感器。固定磁體非旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到固定結(jié)構(gòu)。軸構(gòu)造成相對于固定結(jié)構(gòu)從參考位置開始旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)整轉(zhuǎn)，其中在旋轉(zhuǎn)方向上開始于參考位置的各整轉(zhuǎn)限定軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域（unique rotation zone）。軸磁體聯(lián)接到軸并且構(gòu)造成與軸一同旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)磁體環(huán)繞軸并且被設(shè)置在軸磁體與固定磁體之間。各可旋轉(zhuǎn)磁體構(gòu)造成當(dāng)軸磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)達(dá)與軸磁體不同數(shù)量的角度。多個(gè)磁體包括區(qū)域傳感器磁體，當(dāng)軸從參考位置旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)整轉(zhuǎn)時(shí)該區(qū)域傳感器磁體從參考位置開始旋轉(zhuǎn)不超過一個(gè)整轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器被設(shè)置在與區(qū)域傳感器磁體相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供表示軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的區(qū)域傳感器輸出信號。軸旋轉(zhuǎn)傳感器被設(shè)置在與軸相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供是軸在各唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域中旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)的代表的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)包括：固定結(jié)構(gòu)、固定磁體、軸、軸磁體、多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體、旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器、軸旋轉(zhuǎn)傳感器、和處理器。固定磁體非旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到固定結(jié)構(gòu)。軸構(gòu)造成相對于固定結(jié)構(gòu)從參考位置開始旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)整轉(zhuǎn)，其中在旋轉(zhuǎn)方向上開始于參考位置的各整轉(zhuǎn)限定軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域。軸磁體聯(lián)接到軸并且構(gòu)造成與軸一同旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)磁體環(huán)繞軸并且被設(shè)置在軸磁體與固定磁體之間。各可旋轉(zhuǎn)磁體構(gòu)造成當(dāng)軸磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)達(dá)與軸磁體不同數(shù)量的角度。這些磁體包括區(qū)域傳感器磁體，當(dāng)軸從參考位置開始旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)整轉(zhuǎn)時(shí)該區(qū)域傳感器磁體從參考位置開始旋轉(zhuǎn)不超過一個(gè)整轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器被設(shè)置在與區(qū)域傳感器磁體相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供表示軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的區(qū)域傳感器輸出信號。軸旋轉(zhuǎn)傳感器被設(shè)置在與軸相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供是軸在各唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)的代表的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號。處理器被聯(lián)接以便接收區(qū)域傳感器輸出信號和軸旋轉(zhuǎn)輸出信號，并且構(gòu)造成當(dāng)接收到這些信號時(shí)確定軸的旋轉(zhuǎn)位置。

在又一個(gè)實(shí)施例中，多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)包括：固定結(jié)構(gòu)、固定磁體、軸、軸磁體、多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體、旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器、軸旋轉(zhuǎn)傳感器、和處理器。固定磁體非旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到固定機(jī)構(gòu)。軸構(gòu)造成相對于固定結(jié)構(gòu)從參考位置開始在旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)達(dá)N個(gè)整轉(zhuǎn)，其中在旋轉(zhuǎn)方向上開始于參考位置的各整轉(zhuǎn)限定軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域。軸磁體聯(lián)接到軸并且構(gòu)造成與軸一同旋轉(zhuǎn)。可旋轉(zhuǎn)磁體環(huán)繞軸并且被設(shè)置在軸磁體與固定磁體之間。各可旋轉(zhuǎn)磁體提供磁力，并且各可旋轉(zhuǎn)磁體構(gòu)造成當(dāng)軸磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)并且響應(yīng)于由相鄰的可旋轉(zhuǎn)磁體提供給該可旋轉(zhuǎn)磁體的磁力，旋轉(zhuǎn)達(dá)與軸磁體不同數(shù)量的角度。這些磁體包括區(qū)域傳感器磁體，當(dāng)軸從參考位置開始旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)整轉(zhuǎn)時(shí)該區(qū)域傳感器磁體從參考位置開始旋轉(zhuǎn)不超過一個(gè)整轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器被設(shè)置在與區(qū)域傳感器磁體相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供表示軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的區(qū)域傳感器輸出信號。軸旋轉(zhuǎn)傳感器被設(shè)置在與軸相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供是軸在各唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)的代表的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號。處理器被聯(lián)接以便接收區(qū)域傳感器輸出信號和軸旋轉(zhuǎn)輸出信號，并且構(gòu)造成當(dāng)接收到這些信號時(shí)確定軸的旋轉(zhuǎn)位置。

在再一個(gè)實(shí)施例中，多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器包括：固定結(jié)構(gòu)、固定磁體、軸、軸磁體、多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體、多個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器、和軸旋轉(zhuǎn)傳感器。固定磁體非旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到固定結(jié)構(gòu)。軸構(gòu)造成相對于固定結(jié)構(gòu)從參考位置開始旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)整轉(zhuǎn)，其中在旋轉(zhuǎn)方向上開始于參考位置的各整轉(zhuǎn)限定軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域。軸磁體聯(lián)接到軸并且構(gòu)造成與軸一同旋轉(zhuǎn)。可旋轉(zhuǎn)磁體環(huán)繞軸并且被設(shè)置在軸磁體與固定磁體之間。各可旋轉(zhuǎn)磁體構(gòu)造成當(dāng)軸磁體旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)達(dá)與軸磁體不同數(shù)量的角度。每個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器被設(shè)置在與不同的一個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供是軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的代表的區(qū)域傳感器輸出信號。軸旋轉(zhuǎn)傳感器被設(shè)置在與軸相鄰的位置，并且構(gòu)造成提供是在軸的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)的代表的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號。

此外，基于隨后的詳細(xì)說明和所附權(quán)利要求并結(jié)合附圖和前面的背景技術(shù)，該多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器的其它可取特征和特性將變得顯而易見。

附圖說明

在下文中將結(jié)合以下的附圖來描述本實(shí)用新型，其中類似的附圖標(biāo)記代表類似的元件，并且其中，

圖1和圖2示出了多轉(zhuǎn)式角度位置感測系統(tǒng)的各種示例性實(shí)施方式的簡化剖視圖；

圖3示出了在多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置中的圖2的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器；

圖4用圖形描繪了當(dāng)使軸從參考位置開始在順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)來自圖2的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器的輸出信號中的變化；

圖5-圖7示出了多轉(zhuǎn)式角度位置感測系統(tǒng)的各種替代示例性實(shí)施方式的簡化剖視圖；

圖8示出了處在多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置中的圖7的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器；

圖9是描繪采用90度旋轉(zhuǎn)增量的來自圖8的傳感器的區(qū)域傳感器輸出信號、及如何將區(qū)域傳感器輸出信號用于確定軸的旋轉(zhuǎn)區(qū)域的表格。

具體實(shí)施方式

以下的詳細(xì)說明在本質(zhì)上只是示例性的，而并非意圖限制本實(shí)用新型或者本實(shí)用新型的應(yīng)用和使用。本文中所使用的詞語“示例性”表示“起實(shí)例、例子、或例證的作用”。因此，本文中被描述為“示例性”的任何實(shí)施方式未必被理解成相較于其它實(shí)施例是優(yōu)選的或有利的。本文中所描述的所有實(shí)施方式均是示例性實(shí)施方式，這些是被提供用以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作或利用本實(shí)用新型并且不限制由權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型范圍。此外，沒有意圖受到前面的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、實(shí)用新型內(nèi)容或者以下具體實(shí)施方式

中所給出的任何明示或暗示的理論的約束。

首先參照圖1，示出了多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)100、及多轉(zhuǎn)式位置傳感器110和處理器120的一個(gè)實(shí)施例的簡化剖視圖。多轉(zhuǎn)式位置傳感器110包括：固定結(jié)構(gòu)102、軸104、固定磁體106、軸磁體108、多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體112、旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114、和軸旋轉(zhuǎn)傳感器116。固定結(jié)構(gòu)102可具有不同的構(gòu)造。然而，在該圖示的實(shí)施方式中，固定結(jié)構(gòu)102構(gòu)造成至少容納固定磁體106、軸磁體108、可旋轉(zhuǎn)磁體112、旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114、和軸旋轉(zhuǎn)傳感器116的外殼組件。

亦如圖1中所示，軸104至少部分地被設(shè)置在固定結(jié)構(gòu)102的內(nèi)部并且從其中延伸出，并且構(gòu)造成在順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向兩個(gè)方向上相對于固定結(jié)構(gòu)102旋轉(zhuǎn)。更具體地，軸104構(gòu)造成從參考位置（圖1中所示的位置）開始在各旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)達(dá)多個(gè)（例如，N個(gè)）整轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)理解的是，在各方向上的整轉(zhuǎn)數(shù)量可變化，并且可取決于例如旋轉(zhuǎn)位置感測能力的角度數(shù)。例如，如果軸104構(gòu)造成在各方向上旋轉(zhuǎn)N個(gè)整轉(zhuǎn)，那么可提供（720×N）度的旋轉(zhuǎn)位置感測能力。在本文中所描繪和描述的具體實(shí)施方式中，軸104構(gòu)造成在各方向上旋轉(zhuǎn)至少2（例如，N=2）個(gè)整轉(zhuǎn)，由此提供1440度的旋轉(zhuǎn)位置感測能力。雖然在任何附圖中未圖示，但應(yīng)當(dāng)理解的是軸104優(yōu)選地連接到許多裝置中的任一裝置（例如方向盤），其中期望對該裝置的旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行感測。

在進(jìn)一步描述之前，應(yīng)指出的是開始于參考位置在各旋轉(zhuǎn)方向上的軸104的各整轉(zhuǎn)限定唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域。例如，每當(dāng)軸104在順時(shí)針方向上開始于參考位置在一個(gè)整轉(zhuǎn)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，這被定義為在第一旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)。此后，如果使軸104在順時(shí)針方向上從參考位置開始旋轉(zhuǎn)超過一個(gè)整轉(zhuǎn)，并因此從參考位置開始旋轉(zhuǎn)達(dá)一個(gè)和兩個(gè)整轉(zhuǎn)之間，這被定義為在第二旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，等等。類似地，每當(dāng)使軸104在逆時(shí)針方向上從參考位置開始在一個(gè)整轉(zhuǎn)內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，這被定義為在第三旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)。此后，如果使軸104在逆時(shí)針方向上從參考位置開始旋轉(zhuǎn)超過一個(gè)整轉(zhuǎn)，并因此從參考位置開始在一個(gè)或兩個(gè)整轉(zhuǎn)之間旋轉(zhuǎn)，這被定義為在第四旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，等等。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向說明，應(yīng)注意的是多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)100還包括多個(gè)磁體。這些磁體包括：非旋轉(zhuǎn)地被安裝到固定結(jié)構(gòu)102的固定磁體106；聯(lián)接到并且構(gòu)造成與軸104一同旋轉(zhuǎn)的軸磁體108；和多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體112。所有的磁體106、108、112均是二極磁體，包括北極（N）和南極（S）兩者。如圖1中所示，當(dāng)軸104處在參考位置時(shí)，磁體106、108、112均被對準(zhǔn)并且對稱地設(shè)置，但其中可替代地使北極與南極交錯(cuò)。

可旋轉(zhuǎn)磁體112環(huán)繞軸104并且被設(shè)置在固定磁體106與軸磁體108之間?？尚D(zhuǎn)磁體112可相對于軸104和軸磁體108自由地旋轉(zhuǎn)，但也各自構(gòu)造成當(dāng)軸磁體108旋轉(zhuǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)達(dá)與軸磁體108不同數(shù)量的角度。更具體地，正如眾所周知的，各可旋轉(zhuǎn)磁體112提供磁力。因此，當(dāng)軸磁體108旋轉(zhuǎn)時(shí)并且響應(yīng)于由其相鄰磁體提供給各可旋轉(zhuǎn)磁體112的磁力，各可旋轉(zhuǎn)磁體112也旋轉(zhuǎn)經(jīng)過與軸磁體108不同數(shù)量的角度。應(yīng)當(dāng)理解的是，可旋轉(zhuǎn)磁體112的數(shù)量可基于例如期望的旋轉(zhuǎn)位置感測能力而變化。然而，在圖示的實(shí)施方式中，存在8個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體112。

旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114被設(shè)置在與可旋轉(zhuǎn)磁體112中的一個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體相鄰的位置。具體地，旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114被設(shè)置在與可旋轉(zhuǎn)磁體112相鄰的位置，當(dāng)軸104從參考位置開始旋轉(zhuǎn)多個(gè)整轉(zhuǎn)時(shí)該可旋轉(zhuǎn)磁體從參考位置開始旋轉(zhuǎn)不超過一個(gè)整轉(zhuǎn)。這個(gè)特定的磁體在本文中被稱為區(qū)域傳感器磁體112-S。旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114可操作地與處理器120通信，并且構(gòu)造成將是軸104的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的表示的區(qū)域傳感器輸出信號提供給處理器120。應(yīng)當(dāng)理解的是，旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114的類型可變化。例如，旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114可具體化為霍爾傳感器。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，如果需要或必要時(shí)，也可以使用其它類型的傳感器。無論用作旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114的傳感器的具體類型如何，并且如將在下面進(jìn)一步更詳細(xì)地描述，由此所提供的區(qū)域傳感器輸出信號是識別軸104的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的模擬信號。

軸旋轉(zhuǎn)傳感器116被設(shè)置在與軸104相鄰的位置，并且構(gòu)造成將軸旋轉(zhuǎn)輸出信號提供給處理器120。該軸旋轉(zhuǎn)輸出信號是軸104已在旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)的代表。如同旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114，軸旋轉(zhuǎn)傳感器116也可具體化為不同的情況。在圖1中所示出的實(shí)施方式中，軸旋轉(zhuǎn)傳感器116具體化為各向異性磁阻（AMR）陣列122和傳感器磁體124。至少在該圖示的實(shí)施方式中，AMR陣列122被安裝在電路板126上。傳感器磁體124被設(shè)置在與AMR陣列122相鄰的位置，并且聯(lián)接到軸104并且可與軸104一同旋轉(zhuǎn)。在其它實(shí)施方式（例如圖2中所示出的實(shí)施方式）中，軸旋轉(zhuǎn)傳感器116具體化為360度霍爾傳感器，該霍爾傳感器被設(shè)置在與軸磁體108相鄰的位置，并且構(gòu)造成感測軸磁體108的旋轉(zhuǎn)。

處理器120被聯(lián)接以便接收來自旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114的區(qū)域傳感器輸出信號和來自軸旋轉(zhuǎn)傳感器116的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號。處理器120構(gòu)造成當(dāng)接收到這些信號時(shí)確定軸104的旋轉(zhuǎn)位置并且提供是所確定的軸104的旋轉(zhuǎn)位置的代表的輸出。圖中示出可具體化為各種情況的處理器120被設(shè)置在固定結(jié)構(gòu)（例如，外殼組件）的內(nèi)部。應(yīng)當(dāng)理解的是，這只是為了方便，并且如果需要或必要時(shí)，可將處理器120設(shè)置在遠(yuǎn)離固定結(jié)構(gòu)102的位置。

已描述了多轉(zhuǎn)式角度位置感測系統(tǒng)100的總體結(jié)構(gòu)以及包括系統(tǒng)100的單獨(dú)部件的結(jié)構(gòu)和功能，現(xiàn)在將提供關(guān)于系統(tǒng)100如何感測軸104的旋轉(zhuǎn)位置的描述。為此，應(yīng)參照圖3和圖4。圖3示出了當(dāng)使軸104在順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向兩個(gè)方向上以90度的增量旋轉(zhuǎn)時(shí)軸磁體108和可旋轉(zhuǎn)磁體112的位置。圖4用圖形的方式示出了當(dāng)使軸在順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向上從參考位置開始旋轉(zhuǎn)時(shí)區(qū)域傳感器輸出信號和軸旋轉(zhuǎn)輸出信號中的變化。具體地，402代表當(dāng)使軸104在順時(shí)針方向上從-720旋轉(zhuǎn)至+720度時(shí)的區(qū)域傳感器輸出信號，404代表當(dāng)使軸104在逆時(shí)針方向上從+720旋轉(zhuǎn)至-720度時(shí)的區(qū)域傳感器輸出信號，406代表當(dāng)使軸在順時(shí)針方向和時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)的軸傳感器輸出信號。正如基于圖4顯而易見的，處理器120利用區(qū)域傳感器輸出信號的幅度來確定軸104的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域，并且利用軸傳感器輸出信號來確定軸104在旋轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的具體旋轉(zhuǎn)位置。

上述的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)100及其相關(guān)變型各自包括單個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114。在其它實(shí)施例中，多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)100可應(yīng)用于多個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器。現(xiàn)在將對圖5-圖7中所示出的替代實(shí)施方式進(jìn)行描述。為此，應(yīng)注意的是，與圖1-圖4中所使用附圖標(biāo)記的相同的圖5-圖7中的附圖標(biāo)記指代相同的部件。因此，對這些相同部件的詳細(xì)說明在本文中將不再重復(fù)。

轉(zhuǎn)向圖5，其中所示出的多轉(zhuǎn)式角度位置傳感器系統(tǒng)100還包括多轉(zhuǎn)式位置傳感器110和處理器120。該多轉(zhuǎn)式位置傳感器110包括：固定結(jié)構(gòu)102、軸104、固定磁體106、軸磁體108、多個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體112、和軸旋轉(zhuǎn)傳感器116。主要的差別在于：代替單個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114，圖示的傳感器110包括多個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114。

旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114被設(shè)置在與可旋轉(zhuǎn)磁體112中的不同的一個(gè)可旋轉(zhuǎn)磁體相鄰的位置，并且可操作地與處理器120通信。區(qū)域傳感器114構(gòu)造成將是軸104的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的代表的區(qū)域傳感器輸出信號提供給處理器120。應(yīng)當(dāng)理解的是，旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114的數(shù)量和類型可變化。例如，在圖5和圖6中所示出的實(shí)施方式中，系統(tǒng)100包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114。在其它實(shí)施方式（例如在圖7和圖8中所示出的實(shí)施方式）中，系統(tǒng)100包括三個(gè)旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114。在這兩個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114具體化為霍爾傳感器。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，如果需要或必要時(shí)，也可以使用其它類型的傳感器。無論用作旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114的傳感器的具體類型如何，并且如將在下面更詳細(xì)地描述，由此所提供的區(qū)域傳感器輸出信號是識別軸104的唯一旋轉(zhuǎn)區(qū)域的二進(jìn)制碼的代表。

已描述了圖5-圖7中所示出的多轉(zhuǎn)式角度位置感測系統(tǒng)100與圖1-圖3中所示出的系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)中的差異，現(xiàn)在將提供關(guān)于圖5-圖7的系統(tǒng)100如何感測軸104的旋轉(zhuǎn)位置的描述。為此，應(yīng)參照圖8和圖9。圖8示出了當(dāng)使軸104以90度的增量在順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向兩個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)軸磁體108和可旋轉(zhuǎn)磁體112的位置。圖9是描繪在每個(gè)90度旋轉(zhuǎn)增量下的區(qū)域傳感器輸出信號、以及如何利用這些區(qū)域傳感器輸出信號來確定軸104的旋轉(zhuǎn)區(qū)域的表格。應(yīng)當(dāng)指出的是，圖9中的“區(qū)域傳感器#1”指代由圖8中的最上面旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114所提供的區(qū)域傳感器輸出信號，“區(qū)域傳感器#2”指代由圖8中的中間旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114所提供的區(qū)域傳感器輸出信號，圖9中的“區(qū)域傳感器#3”指代由圖8中的最下面旋轉(zhuǎn)區(qū)域傳感器114所提供的區(qū)域傳感器輸出信號。

如圖4和圖5中所示，當(dāng)軸104處在參考位置時(shí)，每個(gè)區(qū)域傳感器輸出信號可以是“1”或者“0”，這都可以。因此，這些輸出的每個(gè)輸出被標(biāo)記為“忽視（Don’t Care）”。處理器120利用由軸旋轉(zhuǎn)傳感器116所提供的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號來判定軸104是在參考位置。

當(dāng)使軸104從參考位置開始在逆時(shí)針方向上朝向和經(jīng)過+90、+180、+270度位置而旋轉(zhuǎn)到+360度位置（例如，一個(gè)整轉(zhuǎn)）時(shí)，區(qū)域傳感器輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)椤?01”。處理器120利用這個(gè)二進(jìn)制碼確定旋轉(zhuǎn)區(qū)域。在圖示的實(shí)施方式中，001代碼表明軸104是在旋轉(zhuǎn)區(qū)域I中。此外，處理器120利用由軸旋轉(zhuǎn)傳感器116所提供的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號來確定軸104在旋轉(zhuǎn)區(qū)域I內(nèi)的具體旋轉(zhuǎn)位置。此后，如果使軸104在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)超過+360度、朝向并經(jīng)過+450、+544、+630度位置而旋轉(zhuǎn)到+720度位置（例如，兩個(gè)整轉(zhuǎn)），區(qū)域傳感器輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)椤?00”，在經(jīng)過+540度時(shí)區(qū)域傳感器#2的輸出是“忽視”。處理器120利用這個(gè)二進(jìn)制碼來確定軸104是在旋轉(zhuǎn)區(qū)域II中。

現(xiàn)在，當(dāng)使軸104從參考位置開始在順時(shí)針方向上朝向和經(jīng)過-90、-180、-270度位置旋轉(zhuǎn)到-360度位置（例如，一個(gè)整轉(zhuǎn)）時(shí)，區(qū)域傳感器輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)椤?10”。處理器120利用這個(gè)二進(jìn)制碼來確定旋轉(zhuǎn)區(qū)域。在圖示的實(shí)施方式中，110代碼表明軸104是在旋轉(zhuǎn)區(qū)域III中。此外，處理器120利用由軸旋轉(zhuǎn)傳感器116所提供的軸旋轉(zhuǎn)輸出信號來確定軸104在旋轉(zhuǎn)區(qū)域III內(nèi)的具體旋轉(zhuǎn)位置。此后，如果軸104在逆時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)超過-360度、朝向并經(jīng)過-450、-544、-630度位置而旋轉(zhuǎn)到-720度位置（例如，兩個(gè)整轉(zhuǎn)），區(qū)域傳感器輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)椤?11”，在經(jīng)過-540度時(shí)區(qū)域傳感器#2的輸出是“忽視”。處理器120利用這個(gè)二進(jìn)制碼確定軸104是在旋轉(zhuǎn)區(qū)域IV中。

本文中所描述的多轉(zhuǎn)式位置感測系統(tǒng)100提供1440度的最小感測范圍，并且顯示對于至少各種汽車和其它車輛運(yùn)輸系統(tǒng)而言為充分的可靠性、穩(wěn)定性、和精度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，結(jié)合本文中公開的實(shí)施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊、電路、和算法步驟可具體化為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件、或者兩者的組合。上面在功能和/或邏輯塊部件（或模塊）和各種處理步驟方面，對部分的實(shí)施方式和實(shí)施例進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這種塊部件（或模塊）可由構(gòu)造成執(zhí)行這些規(guī)定功能的任意數(shù)量的硬件、軟件、和/或固件部件而實(shí)現(xiàn)。為了清楚地說明硬件和軟件的這個(gè)互換性，上面已概括地在功能方面描述了各種說明性部件、模塊、電路、和步驟。這種功能具體化為硬件還是軟件，取決于具體用途及施加給整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束條件。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以以用于各具體用途的不同方式而執(zhí)行所描述的功能，但這種實(shí)施例決定不應(yīng)看作是背離本實(shí)用新型的范圍。例如，系統(tǒng)或部件的一個(gè)實(shí)施例可采用各種集成電路部件（例如存儲元件、數(shù)字信號處理元件、邏輯元件、查找表等），這些部件可在一個(gè)或多個(gè)微處理器或者其它控制裝置的控制下執(zhí)行多種功能。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，本文中所描述的實(shí)施方式只是示例性實(shí)施例。

結(jié)合本文中提供的實(shí)施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊、和電路可利用通用處理器、數(shù)字信號處理器（DSP）、專用集成電路（ASIC）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）或其它可編程邏輯器件、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件部件、或者被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本文中所描述功能的其任意組合而實(shí)施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替代實(shí)施方式中，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機(jī)。處理器也可具體化為各計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、一個(gè)或多個(gè)微處理器連同DSP核的組合，或者任何其它的這種形態(tài)。

在本文件中，關(guān)系術(shù)語（例如第一和第二，等）可用于在未必要求或表明在這種實(shí)體或操作之間的任何實(shí)際的該關(guān)系或順序的情況下，僅僅將一個(gè)實(shí)體或操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)別開來。數(shù)值順序，例如“第一”、“第二”、“第三”等僅僅指代多個(gè)實(shí)體中的不同單個(gè)實(shí)體并且不指代任何順序或次序，除非由權(quán)利要求語言具體地限定。在任何權(quán)利要求中正文的次序并不意味著過程步驟必須按根據(jù)這種次序的時(shí)間順序或邏輯順序而執(zhí)行，除非由權(quán)利要求語言具體地限定。在不背離本實(shí)用新型范圍的前提下，過程步驟可以按任意順序而互換，只要這種互換不與權(quán)利要求語言發(fā)生矛盾并且在邏輯上不是錯(cuò)誤的。

此外，基于上下文，用于描述不同元件之間關(guān)系的詞語例如“連接到”或“聯(lián)接到”并不意味著必須在這些元件之間形成直接物理接觸。例如，兩個(gè)元件可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)另外的元件物理地、電子地、邏輯地或者以任何其它方式彼此連接。

雖然已在前面的本實(shí)用新型的詳細(xì)說明中給出了至少一個(gè)示例性實(shí)施方式，但應(yīng)當(dāng)理解的是存在著大量的變型。也應(yīng)當(dāng)理解的是，一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方式只是例子，而并非意圖以任何方式限制本實(shí)用新型的范圍、適用性、或形態(tài)。相反，前面的詳細(xì)說明將為本領(lǐng)域技術(shù)人員提供用于實(shí)施本實(shí)用新型的一個(gè)示例性實(shí)施方式的方便的路線圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不背離所附權(quán)利要求中所陳述本實(shí)用新型范圍的前提下，可在一個(gè)示例性實(shí)施方式中所描述各元件的功能和布置中作出各種變更。