[發明專利]用于確定磁組件圍繞旋轉軸的旋轉方向的磁傳感器設備和方法

有效

• 申請號: 201710523455.5
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107561312B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: M.A.約內斯庫;T.韋爾特
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01P13/04
• 分類號: G01P13/04;G01R33/09
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王健;杜荔南

本申請涉及用于確定磁組件圍繞旋轉軸的旋轉方向的磁傳感器設備和方法。其中，所述磁傳感器設備包括具有第一半橋和第二半橋的橋電路。第一半橋和第二半橋中的每一個包括至少一個磁阻結構。此外，磁傳感器設備包括評估電路，該評估電路被配置成基于第一半橋的輸出信號與第二半橋的輸出信號之間的相位差來確定磁組件的旋轉方向。

技術領域

示例涉及磁組件的旋轉檢測。特別地，示例涉及用于確定磁組件圍繞旋轉軸的旋轉方向的磁傳感器設備和方法。

背景技術

與基于霍爾效應的常規傳感器設備相比，基于磁阻效應的磁傳感器設備展現改進的靈敏度和改進的抖動。相應地，傳感器設備與被監視的磁組件（例如目標輪或曲柄軸）之間的距離可增加。

對于許多應用（例如曲柄軸傳感器），監視的磁組件的旋轉方向的檢測是強制的。基于霍爾效應的傳感器設備對垂直磁場敏感，而基于磁阻效應的傳感器設備對水平磁場敏感。因此，在兩種傳感器類型的輸出信號之間通常存在90°相位移位。

然而，在許多應用中（例如在汽車工業中），進一步處理元件（例如電子控制單元，ECU）期望具有基于霍爾效應的傳感器設備的相位行為的傳感器輸出信號。也就是說，基于磁阻效應的常規傳感器設備可不與這些進一步處理元件一起使用。

因此，可能存在對磁傳感器設備的希望，該磁傳感器設備允許確定磁組件的旋轉檢測，并且允許與期望具有基于霍爾效應的傳感器設備的相位行為的傳感器輸出信號的進一步處理元件的兼容性。

發明內容

該希望可由提出的示例來滿足。

一個示例涉及一種用于確定磁組件圍繞旋轉軸的旋轉方向的磁傳感器設備。磁傳感器設備包括具有第一半橋和第二半橋的橋電路。第一半橋和第二半橋中的每一個包括至少一個磁阻結構。此外，磁傳感器設備包括評估電路，該評估電路被配置成基于第一半橋的輸出信號與第二半橋的輸出信號之間的相位差來確定磁組件的旋轉方向。

第一半橋和第二半橋的輸出信號由于每個半橋至少一個磁阻結構的變化電阻而指示磁組件圍繞旋轉軸的旋轉。此外，由于第一半橋和第二半橋相對于彼此的幾何定位，第一半橋和第二半橋的輸出信號可相對彼此相位移位。也就是說，第一半橋和第二半橋中的一個可比第一半橋和第二半橋中的另一個更快地響應于磁組件圍繞旋轉軸的旋轉。由于第一半橋和第二半橋相對于彼此的定位是已知的，所以第一半橋的輸出信號與第二半橋的輸出信號之間的相位差可允許確定磁組件的旋轉方向。

另一個示例涉及磁傳感器設備。磁傳感器設備包括具有第一半橋和第二半橋的橋電路。第一半橋和第二半橋中的每一個包括至少一個磁阻結構。此外，磁傳感器設備包括開關電路，該開關電路被配置成：在第一操作模式中，將第一半橋的第一輸入節點和第二半橋的第一輸入節點耦合到第一電勢，并將第一半橋的第二輸入節點和第二半橋的第二輸入節點耦合到第二電勢。開關電路被進一步配置成：在第二操作模式中，將第一半橋的第一輸入節點和第二半橋的第二輸入節點耦合到第一電勢，并將第一半橋的第二輸入節點和第二半橋的第一輸入節點耦合到第二電勢。

第一操作模式可允許操作磁傳感器設備，使得獲得第一半橋和第二半橋的差分輸出信號，該差分輸出信號相對于由磁傳感器設備感測的磁場相位移位90°。通過在第二模式中為兩個半橋中的一個交換電勢，該半橋的輸出信號可相位移位達90°。在第二操作模式中，因此可獲得第一半橋和第二半橋的差分輸出信號，該差分輸出信號與由磁傳感器設備感測的磁場基本上同相。相應地，可在第二操作模式中將磁傳感器設備的差分輸出信號供應給期望基于霍爾效應的傳感器設備的相位行為的進一步處理元件。提出的磁傳感器設備因此可與被設計用于基于磁阻效應的傳感器設備的進一步處理元件一起以及與被設計用于基于霍爾效應的傳感器設備的進一步處理元件一起使用。例如，在汽車工業中，提出的磁傳感器設備可與被設計用于基于磁阻效應的傳感器設備的ECU一起以及與被設計用于基于霍爾效應的傳感器設備的ECU一起使用。