[发明专利]分立磁角度传感器装置和磁角度传感器布置

说明书

技术领域

实施例涉及分立磁角度传感器装置、磁角度传感器布置、用于生成角度信号的方法和用于提供传感器信号的方法，其可以例如用来例如在汽车应用的领域中确定第一部件相对于第二部件的旋转角。

背景技术

在许多应用中，第一部件相对于第二部件旋转或在枢轴上转动。示例例如来自汽车应用的领域，诸如转向角的确定。例如，可能可取的是，小汽车的控制单元通过测量转向柱的旋转角来确定转向角。常规地，磁体可以在磁化的情况下被安装在对应轴杆或轴线的末端上，使得沿着轴杆或轴线的旋转轴布置的磁场传感器能够响应于转向柱的旋转而检测磁场的改变。这样的布置也称为轴上角度传感器，因为磁场传感器是沿着轴线或轴杆的旋转轴被安装到末端，在所述末端上安装磁体。

然而，例如，由于安装空间约束或者确切地说是环境，这样的轴上角度传感器可能经常是不可实现的。在这样的情况下，可以使用具有贯穿轴磁体的离轴角度传感器。该布置可以称为离轴传感器，因为磁场传感器不沿着各自的轴线或轴杆的旋转轴放置。

由于磁体相对于磁场传感器的布置，传感器可能遭受非最佳磁场条件，其可能导致与更常规的设计相比的由磁体创建的磁场的角度的更高误差。

所以，存在改进例如磁场相对于参考方向的旋转角的确定的精确度的需求。当例如磁体在附接至轴线或轴杆的末端的离轴角度传感器布置中或在轴上布置中时，也可以存在类似的技术挑战和类似的需求。

发明内容

根据实施例的分立磁角度传感器装置包括第一磁场梯度计和第二磁场梯度计。第一和第二梯度计具有一组梯度计类型中的不同类型。在被包含在分立磁角度传感器装置中的情况下，第一和第二磁场梯度计可以被容纳在传感器封装中。

根据实施例的分立磁角度传感器装置基于如下的发现：在分立磁角度传感器装置中使用至少两个不同类型的梯度计可以改进精确度以及因此减小角度确定相对于磁场的角度的误差。可选地，根据实施例的分立磁角度传感器装置可以进一步包括传感器电路，其被配置为基于第一磁场梯度计的第一梯度计信号并基于第二磁场梯度计的第二梯度计信号生成指示例如磁场的角度的旋转角的传感器信号。传感器信号因此可以被生成来针对背景磁干扰是稳健的。或者，换句话说，可以可选地配置传感器电路，使得传感器信号针对背景磁干扰是稳健的。这样的可选实施例可以基于如下的发现：角度传感器装置到系统或布置中的实现可以通过集成这样的传感器电路来简化。这可以使得能够在不必依赖来自外部源的梯度计信号的情况下确定磁场的角度。因此，该确定可以是更精确的。附加地或替换地，通过使用不同类型的两个梯度计，使磁场的角度的确定基于梯度计信号的两个不同的角度依存关系可以是可能的。此外，针对外部干扰磁场更稳健地确定角度也可以是可能的。

根据实施例的磁角度传感器布置包括至少一个分立磁角度传感器装置，分立磁角度传感器装置包括：第一磁场梯度计、第二磁场梯度计，其可以被容纳在封装中；以及传感器电路，其被配置为基于第一磁场梯度计的第一梯度计信号并基于第二磁场梯度计的第二梯度计信号生成指示旋转角的传感器信号，所述旋转角可以由磁场相对于参考方向或磁场源（例如，磁体或线圈）的角位置的角度给出。第一磁场梯度计和第二磁场梯度计具有一组梯度计类型中的不同类型。至少一个分立磁角度传感器装置相对于旋转轴固定地布置，在所述旋转轴周围，磁体可旋转地安装，使得至少一个分立磁角度传感器相对于旋转轴离轴布置。例如，旋转轴和其数学延长部分可以被定向成使得它不穿透或通过以下中的至少一个：一个或多个分立角度传感器、其传感器元件中的一个或多个、梯度计的有效位置或所使用的传感器元件的类似中心点。

根据实施例的磁角度传感器布置基于如下的发现：通过使用如前面描述的至少一个分立磁角度传感器装置，可以在至少一个分立磁角度传感器装置相对于旋转轴的离轴布置中改进角度的精确度。可选地，可以使用多个分立磁角度传感器装置，其可以最后例如通过针对在多个分立磁角度传感器装置之外的外部影响使该布置更稳健来进一步增加精确度。

根据实施例的用于生成角度信号的方法包括提供磁场。它进一步包括生成多个传感器信号，每一个传感器信号由各个分立磁角度传感器装置生成，传感器信号指示旋转角。各个分立磁角度传感器装置的传感器信号可以可选地本质上独立于同质外部磁扰动场。它们可以可选地在分立磁角度传感器装置的各自位置处进行测量。方法进一步包括基于多个传感器信号生成指示磁场的角度的角度信号。