[發明專利]離軸磁場角度傳感器

在審

• 申請號: 201710333452.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107389100A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: U.奧瑟萊希納;M.莫茨
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01D3/08
• 分類號: G01D3/08;G01D5/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 胡莉莉,杜荔南

1.一種被配置成確定磁場源繞旋轉軸的旋轉位置的磁場角度感測系統，其包括：

被布置成與所述旋轉軸同心的圓的N個傳感器設備，其中N＞1，并且所述傳感器設備沿著所述圓被彼此間隔開約（360/N）度，每個傳感器設備都包括：

具有靈敏度平面的磁場感測設備，所述靈敏度平面包括所述磁場感測設備的至少一個參考方向，其中所述磁場感測設備對所述靈敏度平面中的磁場分量敏感，并且被配置成提供與在所述靈敏度平面中的磁場和所述參考方向之間的角度的正弦（余弦）有關的信號；以及

電路，所述電路被耦合到所述N個傳感器設備，并且被配置成提供通過組合來自所述N個傳感器設備的所述磁場感測設備的所述信號而確定的如下信號：所述信號指示磁場源繞所述旋轉軸的旋轉位置，

其中所述電路被配置成：（i）將所述N個傳感器設備的所述信號解釋為角度值，（ii）將相當于360°的整數倍加到所述N個角度值中的選擇性的角度值，以導致在所述N個傳感器設備中的相應傳感器設備的角度位置的單個順時針或逆時針方向上的所有N個經校正的值的至少一個單調上升或下降的序列，以及（iii）對這些經校正的值取平均值。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述磁場源包括具有哈爾巴赫磁化的永磁體。

3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述N個傳感器設備被布置在單個管芯上。

4.根據權利要求1所述的系統，其中，所述磁場感測設備包括霍爾效應元件或磁阻（MR）元件。

5.根據權利要求4所述的系統，其中，所述磁場感測設備包括半橋電路，所述半橋電路包括具有不同參考方向的兩個MR元件。

6.根據權利要求1所述的系統，其中，所述N個傳感器設備中的每個傳感器設備的所述磁場感測設備的所述靈敏度平面是名義上平行的。

7.根據權利要求1所述的系統，其中，所述整數可以是正數、負數和零中的任何數。

8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述電路被配置成從所述角度值中的每個角度值減去相應的偏移。

9.一種確定磁場源繞旋轉軸的旋轉位置的方法，其包括：

將N＞1個傳感器設備布置成與所述旋轉軸同心的圓，使得所述傳感器設備沿著所述圓被彼此間隔開約（360/N）度；

通過所述N＞1個傳感器設備中的每個傳感器設備的磁場感測設備，感測如下角度的正弦（余弦）：所述角度為在所述磁場感測設備的參考方向與由所述磁場源感生的在所述磁場感測設備的靈敏度平面中的磁場之間的角度，所述靈敏度平面包括所述磁場感測設備的至少一個參考方向；

提供與在所述靈敏度平面中的所述磁場和所述參考方向之間的所述角度的正弦（余弦）有關的信號；

通過組合來自所述N＞1個傳感器設備的所述磁場感測設備的所述信號，提供指示所述磁場源繞所述旋轉軸的旋轉位置的信號；以及

作為所述組合的部分而對所述信號進行預調節和取平均值，其中所述預調節包括將相當于360度的整數倍與輸入數據進行組合，以識別在所述N個傳感器設備中的相應傳感器設備的角度位置的單個順時針或逆時針方向上的至少一個單調上升或下降的值序列；

將所述N個傳感器設備的所述信號解釋為角度值；

將相當于360°的整數倍加到所述N個角度值中的選擇性的角度值，以導致在所述N個傳感器設備中的相應傳感器設備的角度位置的單個順時針或逆時針方向上的所有N個經校正的值的至少一個單調上升或下降的序列，以及

對這些經校正的值取平均值。

10.根據權利要求9所述的方法，進一步包括提供包括具有哈爾巴赫磁化的磁體的所述磁場源。

11.根據權利要求9所述的方法，進一步包括在單個管芯上提供所述N＞1個傳感器設備。

12.根據權利要求9所述的方法，其中，所述磁場感測設備包括霍爾效應元件或磁阻（MR）元件。

13.根據權利要求12所述的方法，進一步包括將所述磁場感測設備布置在具有不同參考方向的兩個MR元件的半橋電路中。

14.根據權利要求9所述的方法，其中，所述N＞1個傳感器設備中的每個傳感器設備的所述磁場感測設備的所述靈敏度平面是名義上平行的。