[发明专利]传感器装置和磁化设备以及传感器装置在机动车控制器中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车控制器的传感器装置、用于磁化按照本发明的传感器装置的永磁体的磁化设备以及按照本发明的传感器装置在机动车控制器中的应用。

背景技术

文献DE 10 2010 039 916 A1描述一种线性单元，该线性单元具有用于检测电机的转子位置的传感器机构并且其中，传感器机构设计为无接触地工作的传感器装置，该传感器装置由设置在线性单元的纵轴上的位置探测器以及不可动的位置传感器元件组成。以自身已知的方式作为位置探测器采用磁体而作为位置传感器元件采用磁场传感器。

在转子的定位或换向中的精度通过在磁场传感器上出现的磁角误差关于优选的磁场方向限制。对于现代机动车系统基于提高的安全和舒适性要求同时更小的可用的空间要求下必要的是，以改善的方式充分利用电机的可能的功率能力，如其最大产生的扭矩。还可以通过出现的磁散射场极大地影响例如机动车制动系统的可能邻接的传感器。由此可以引起安全性关键的情况和/或影响车辆乘客的舒适性。已知的用于相对于直接环境的另外的功能组件缓冲这些散射场的措施特别是铁磁屏蔽板，该铁磁屏蔽板绕磁体环形设定。可能磁体必须在屏蔽板的应用中对于传感器装置的保持不变的特征更大和/或更强。散射场的屏蔽因此导致提高的空间要求以及附加的制造成本。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种传感器装置，借助于该传感器装置实现特别是在磁场传感器的范围中磁角误差的减小。另一任务在于，实现减小由于磁场传感器的磁散射场对包括传感器装置的机动车控制器的另外的功能组件的影响。另外的应用特定的先决条件如例如在传感器上的最小场强在此必须被进一步提供。

该任务通过如下传感器装置解决。

本发明描述一种用于检测特别是机动车控制器的电机的转子位置的传感器装置，其中，传感器装置设计为无接触地工作的传感器装置，该传感器装置包括至少一个永磁体和至少一个磁场传感器，永磁体在至少一个朝向磁场传感器的顶面中具有至少一个凹处，其中，永磁体平行于凹处的较长的轴(x方向)和/或永磁体的磁化的第一磁极边界具有侧面，所述侧面直线地和特别是平行地定向，或形成曲线形走向，使得永磁体沿与设定的旋转轴相交的虚拟轴线具有变细部。特别是将凹处理解为缺口，如例如凹槽或接缝和/或通孔。

特别是在磁场传感器的范围中因此有利地存在基本上均匀的磁场线走向中关于磁场传感器的小的角误差，其中，可以进一步实现需要的最小场强并且减小磁散射场。将角误差可理解为在磁场传感器的平面中与优选磁场方向的偏差。如果例如磁场传感器的平面是xy平面并且y方向是优选的，那么可以由磁场的x分量对于y分量的关系的反正切确定角误差。

在本发明的范围中然而同样可以设有这样的屏蔽，由此可以基于其对传感器装置的反作用产生推测偏差的程度，其中在本申请中例如所述的程度。在相对于永磁体确定的屏蔽中感应涡流，该涡流可以引起另外的磁场并且因此同样干扰另外的功能组件。在与永磁体共同旋转的屏蔽中不感应涡流，因此该实施方案是优选的。然而在整个寿命中保持相同的高的测量精度和外部条件的情况下必须可以接受通过屏蔽引起的附加的惯性力矩。

按照一个优选实施形式，在永磁体的顶面上的凹处具有矩形或椭圆形的形状。椭圆形状在此包括例如圆形和椭圆形几何结构。有利地，可以通过永磁体、特别是凹处的大小的匹配影响磁场的角误差并且关于机动车控制器的相应边界条件优化角误差。

凹处的较长的轴优选沿永磁体的磁化的至少一个第一磁极边界延伸。凹处特别优选地沿较长的轴完全穿过永磁体的顶面。

永磁体平行于凹处的较长的轴和/或永磁体的磁化的第一磁极边界具有侧面，该侧面直线地和特别是平行地定向或形成/描述曲线形走向。该永磁体优选关于较长的轴镜像对称。永磁体的、未沿凹处的较长的轴和/或第一磁极边界定向的另外的侧面具有曲线形走向或直线走向。曲线形走向例如是双曲线的、圆弧形或椭圆形构成的曲线。备选地，永磁体的这些另外的侧面优选也可以直线地和特别是相互平行地构成。

按照传感器装置的一个特别优选的实施形式，永磁体磁化为磁偶极或磁四极。特别是在磁四极的情况下可以有利地大幅减小磁散射场，由此特别是小程度地影响控制器的可能的另外邻接的功能组件、例如传感器，该控制器包括传感器装置。还可以省去磁场的附加的屏蔽，这除了减小传感器装置或总系统的误差源之外也在减小的制造成本和空间需求的意义上是有利的。优选地，永磁体由塑料化合的钕-铁-硼(NdFeB)材料制成。