实施例涉及磁场传感器装置、系统和可以更准确地检测目标的边缘的方法。在一个实施例中，传感器装置包括邻近诸如齿轮之类的目标的第一磁场传感器元件和第二磁场传感器元件，以感测目标的旋转。在实施例中，该传感器装置可以被视为二维磁场传感器，其中第一磁场传感器元件可以对第一磁场分量(例如Bx分量)敏感，且第二磁场传感器元件可以对第二磁场分量(例如Bz分量)敏感。在其他实施例中，传感器系统600可以是三维磁场传感器。传感器装置相对于目标可以布置为使得来自第一和第二磁场传感器元件的一个或另一个的信号可被用于根据检测到的边缘是上升(即，从间隙向齿轮的齿过渡)还是下降(从齿向齿轮的间隙过渡)来确定切换阈值。
【技术实现步骤摘要】
多个实施例一般性地涉及磁场传感器，并更为具体地涉及以高相位精度确定目标 装置（例如凸轮轴）的位置的磁场位置传感器系统以及方法。
技术介绍
检测诸如凸轮轴或曲轴之类的物体的旋转运动的位置传感器是本领域已知的。该 传感器可以包括磁场传感器，其可用于基于由该传感器检测到的测量到的磁场来推断旋转 物体的位置。磁场传感器可以利用各种类型的传感器元件，包括霍尔效应传感器元件（例 如，普通霍尔板和/或竖直霍尔效应器件）、磁阻（MR)传感器元件，诸如各向异性MR(AMR)、 巨MR(GMR)、隧穿MR(TMR)、庞MR(CMR)或其它。 传统的磁场位置传感器也可以是对扭曲不敏感或对扭曲敏感的传感器。对扭曲不 敏感的传感器通常是在气隙方向（例如，z方向或限定传感器元件和目标之间的距离的方 向）上对磁场分量敏感的磁场传感器，并且其中传感器输出不应该响应于该传感器绕z轴 (即气隙轴）旋转任意角度而改变。另一方面，对扭曲敏感传感器是在诸如软磁性目标设备 之类的物体的运动方向（例如，X方向）上对磁场分量敏感的磁场传感器。 传统的位置传感器受若干缺点困扰。一般来说，它们相对于背景磁干扰是不够强 健的。此外，从将感测的磁场调制中辨别偏置磁场存在困难。重要的是，传统的位置传感器 还会受到磁性阈值定义的挑战，或准确而言，在当齿轮旋转时信号应该在低和高（或反之 亦然）之间进行切换的情况（例如，当使用齿轮时从间隙到齿的过渡）。虽然校准技术是 已知的且可以被用来改善磁性阈值定义，但它们可能被延迟（即，通电后不是立即可操作 的）。
技术实现思路
实施例涉及用于以高相位精度确定目标装置（例如凸轮轴）的位置的磁场位置传 感器系统以及方法。 在实施例中，磁场传感器系统被配置成布置为与目标分开达气隙距离，所述系统 包括：基板；布置在基板上且对在第一方向上的磁场分量敏感的第一传感器元件；布置在 基板上且对在与第一方向不同的第二方向上的磁场分量敏感的第二传感器元件；以及被配 置为通过下面方式指示感测到的目标位置的电路装置：如果目标从第一位置移动至第二位 置，则将来自第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，且如果目标从第二位置移动至 第一位置，则将来自第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。 在实施例中，一种方法包括：提供被配置成布置为与目标分开达气隙距离的磁场 传感器系统，所述系统包括：管芯；布置在管芯上且对在第一方向上的磁场分量敏感的第 一传感器元件；布置在管芯上且对在第二方向上的磁场分量敏感的第二传感器元件；以及 被配置为通过下面方式指示感测到的目标位置的电路装置：如果目标从第一位置移动至第 二位置，则将来自第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，且如果目标从第二位置移 动至第一位置，则将来自第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。 在实施例中，传感器系统被配置为当目标经过位置时提供输出信号，该目标沿包 括该位置的路径移动，所述传感器系统包括：至少一个传感器元件，其被配置为输出与目标 位置相关且显示出相对极值的信号；和与至少一个传感器元件耦合的电路装置，其被配置 为：基于来自至少一个传感器元件的信号导出阈值，以及在以下情况下提供传感器系统输 出信号，即在相对极值为相对最大值时来自至少一个传感器元件的信号下降到低于阈值， 或者在相对极值为相对最小值时来自至少一个传感器元件的信号升高至高于阈值。【附图说明】 结合附图考虑以下对本专利技术的各种实施例的详细描述可以更透彻地理解本专利技术， 其中： 图1是根据实施例的传感器系统和目标的侧视图。 图2A是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。 图2B是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。 图2C是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。 图3A是根据实施例的传感器系统和目标的侧视图。 图3B是图3A的传感器系统和目标的半透明平面图。 图4是根据实施例的传感器系统和目标的半透明平面图。 图5是根据实施例的传感器系统和目标的侧视图。 图6A是根据实施例的传感器系统和目标的框图。 图6B是根据实施例的传感器系统和目标的框图。 图7A是与类似于图4的实施例相关的仿真结果的图。 图7B是与类似于图4的实施例相关的仿真结果的图。 图8是与类似于图4的实施例相关的仿真结果的图。 图9是与实施例相关的仿真结果的图。 尽管本专利技术可修改为各种变型和备选形式，但其特定形式将在附图中通过举例的 方式示出并在本文中进行详细描述。然而，应当理解，本专利技术并不旨在将限制于所描述的特 定实施例。相反，本专利技术意图涵盖落入随附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有 修改、等同方案以及替换。【具体实施方式】 实施例涉及可以更加精确地检测目标的边缘的磁场传感器设备、系统和方法。在 一个实施例中，传感器装置包括：邻近诸如齿轮或极轮之类的目标的第一磁场传感器元件 和第二磁场传感器元件，以感测目标的旋转。该传感器装置在实施例中可以被视为二维磁 场传感器，因为第一磁场传感器兀件可以对第一磁场分量（例如，Bx分量）敏感，且第二磁 场传感器元件可以对第二磁场分量（例如，Bz分量）敏感。在其他实施例中，传感器系统 600可以是三维磁场传感器。该传感器装置相对于目标可以被布置成使得来自第一和第二 磁场传感器元件的一个或另一个的信号可以被用于根据所检测到的边缘是上升（即，从间 隙向齿轮的齿过渡）或下降（从齿向齿轮的间隙过渡）来确定切换阈值。在实施例中，传 感器装置相对于目标的布置可以是对扭曲不敏感的，并且利用第一和第二磁场传感器元件 中不同的传感器来检测边缘的上升或下降可以提供更精确的和/或一致的边缘检测以及 其他优点。 虽然本文中使用特定分量和方向（例如，X分量，z方向等）用于讨论和说明的目 的，但它们对于任何实施例的特定配置或布置或权利要求并非限定性的。例如，X分量可以 被认为是第一分量，并且磁场还具有第二（例如，y)和第三（例如，Z)分量。 参照图1，描绘了传感器系统100的实施例。传感器系统100包括传感器装置102 且其布置为邻近目标104。在图1中，目标104包括齿轮，但是在其它实施例中也可以使用 极轮或其他的目标设备。齿轮包括一系列之间交替的齿和间隙，其可以是规则的（如图1中 通常描述的）或不规则的（即具有不同尺寸或配置的齿和/或间隙）。目标104或至少其 齿在实施例中包括含铁的或其他磁性材料，且是可导磁的，并且在实施例中具有至少1，〇〇〇 的相对磁导率μρ目标装置150可被配置为以垂直于气隙方向的切线方向（例如，由图1 中箭头所示的X方向）顺时针或逆时针旋转，其在本文中统称为"移动方向"。除非另外提 及、讨论或主张，否则目标通常不包括传感器系统的部分，尽管它们在操作中一起被使用。 传感器装置102可以包括传感器管芯106,其具有通过气隙与目标104分开地布置 的第一表面108。在实施例中，传感器装置102和目标104可在第一方向上彼此隔开，该第 一方向可以被称作气隙方向。管芯106可以被布置为使得第一表面108(即，向下面向目标 104的xy平面）垂直于传感器装置102和目标104之间的气隙方向。在其他实施例中，例 如，管芯106可以被布置为使得第一表面108平行于气隙方向。虽然本文中统称为"管芯"， 但术语"管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁场传感器系统，被配置成布置为与目标分开达气隙距离，所述系统包括：基板；第一传感器元件，布置在所述基板上且对在第一方向上的磁场分量敏感；第二传感器元件，布置在所述基板上且对在与所述第一方向不同的第二方向上的磁场分量敏感；以及电路装置，被配置为通过下面方式指示感测到的所述目标的位置：如果所述目标从第一位置移动至第二位置，则将源自所述第一传感器元件的信号与第一阈值进行比较，并且如果所述目标从所述第二位置移动至所述第一位置，则将源自所述第二传感器元件的信号与第二阈值进行比较。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U·奥塞勒克纳，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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