[发明专利]用于检测运动元件位移的磁场传感器装置

说明书

本发明涉及一种用于检测运动元件上的位移的磁场传感器装置,其中，运动元件上的磁性系统的磁场的在待检测的位移范围(6)内改变方向，由此可以相应地检测到其相对于位置固定的传感器(5)的位置。在直线运动或以其它自由度运动的元件上有至少一个磁体(3，4；7；11，12；14)作为磁性系统的组成部分或有一个其他的磁性元件，所述至少一个磁体或其他的磁性元件的外周以预定的距离对置地配置有至少一个位置固定的对磁场方向敏感的传感器(5)，其中，磁体(3，4；7；11，12；14)的磁场的优选方向以相对于所述运动元件的位移(6)在0°到90°之间的预定角度定向。

本申请是申请日为2010年10月22日、国际申请号为：PCT/EP2010/065925、国家申请号为：201080058122.6、名称为“用于检测运动元件位移的磁场传感器装置”的进入中国国家阶段的国际申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于检测旋转和/或直线运动元件的位移的磁场传感器装置，在该磁场传感器装置中，按照权利要求1的前序部分所述的特征，磁场的空间分量在待检测的位移范围内变化并能够相应地被检测到。

背景技术

众所周知，例如在转速传感器和位置传感器，如用于控制发动机或也用在机动车辆的传动机构控制或行驶动力控制中的传感器中，旋转运动或位置变化通过与旋转运动或位置变化相应的磁场变化来进行检测。在这里，通常使用本身已知的磁传感器，按照应用场合和使用领域它们可以是霍尔传感器、AMR传感器、GMR传感器、TMR传感器或在一般情况下是XMR传感器。

例如，从EP 0 0997 706 B1中得知，为了检测在磁体和在磁化方向方面对磁场敏感的传感器之间的线性位置，将磁体构造在待检测位移的走向中，使得该磁体具有在其长度上分布的并且与运动方向呈变化角度的磁力线。由此可以根据当时的磁场方向确定传感器相对于磁体所处的位置。

另外从DE 199 37 206 C2中得知，一个相对于磁场敏感传感器运动的标尺具有多个单个的磁体，并且这些磁体的北极和南极沿着标尺指向不同的方向。

迄今为止，这些传感器装置通常用于相对较长的测量位移检测，其中，或是传感器比具有沿着测量位移依次排列的测量元件的测量位移长，或是测量位移比传感器相对要长。在这两种情况下在装入一个较窄的空间时常常会出现问题，如在安装到机动车辆内时，例如，在给制动踏板或油门踏板装入踏板行程传感器时常常是这种情况。

发明内容

因此，本发明的任务是，实现能够在空间上最佳地把用于检测位移的传感器单元装到不同的操作机构里面。因此，本发明以用于检测运动元件位移的磁场传感器装置为出发点，其中，运动元件上的磁性元件或磁性系统的磁场的空间分量在磁性元件上待检测的位移范围内会改变方向，由此可以相应地检测到与传感器的相对位置。按照本发明，在基本上直线或也旋转运动的元件上设有至少一个磁体或磁性元件，其外周以预先给定的距离对置地配置有至少一个位置固定的磁场敏感的传感器，其中，磁性元件的磁场以预定角度定向，该预定角度在相对于运动部件的运动方向的轴向和径向之间。在这里，可检测的磁场方向的角度范围在位移检测过程中最大可达200°。

例如，当把按照本发明的磁场传感器装置用于机动车辆的踏板行程检测时，磁化元件可以安装在操纵元件上，例如安装在车辆制动系统中，该操纵元件在除了待检测的直线方向以外的另一轴线上，大多情况下是旋转运动或以另一种自由度运动。因此，本发明也适合于机动车辆内狭窄的安装情况，但另一方面也可以用在车辆制动系统外部的各种应用场合。

以有利的方式，为了测量磁场的空间分量，使用利用XMR效应的传感器或霍尔传感器作为磁场传感器，这些传感器分别在直线运动过程中或在其它自由度的运动过程中检测磁场的变化方向。