[发明专利]用于活动件的冗余绝对位置确定的设备和方法

说明书

本发明涉及一种非接触式检测构件的绝对位置的设备，该构件可相对于磁敏传感器运动，并且具有被固定在活动件上的磁场源，其中位于一个平面内且在运动方向上空间错位的两个磁敏传感器与该磁场源间隔布置。在此规定了，如此冗余地设计该设备，使得其具有两个传感器元件，其中两个这样的磁敏传感器布置在每个传感器元件中。

技术领域

本发明涉及一种用于活动件的冗余绝对位置确定的设备和方法。本发明具体涉及借助磁敏传感器的用于离轴应用和在轴应用的冗余绝对位置确定的设备和方法。

背景技术

WO2007/071383涉及一种用于非接触冗余位置确定的设备，其中，基于霍尔传感器构成的两个集成磁性角度传感器电路彼此叠置地安置在共同的外壳内，这两个电路通过绝缘中间层被相互分隔。

在这些角度传感器的情况下，转动磁体的转动轴线居中就位在以环形方式布置在电路上的集成霍尔传感器组的中心上方的结构是必不可少的。传感器元件相对于转动轴线的横向偏移导致角度误差增大，尤其是如果这些霍尔传感器位于在磁场源的磁极之间以大致直线方式延伸的竖向磁场Bz外部。

因此，在共同外壳内并排定位这些电路因而是无用的。为了相对于磁场源的转动轴线来使两个角度传感器定中，它们必须因此以彼此叠置的方式安装在共同的外壳内。

这种结构的缺点在于，以彼此叠置的方式(中间具有附加绝缘层)来安装电路需要付出较大努力。

另一缺点在于，磁体和传感器外壳之间竖向距离的容许范围受到彼此叠置的角度传感器结构的极大限制，这是因为位于底部的角度传感器和位于顶部的角度传感器都必须在用于磁场强度的最佳作用范围的容差窗口内。而且，这种结构只适用于轴向结构，其中角度传感器电路以垂直于且相对于转动轴线居中的方式位于磁场源下方。

在安全至关重要的应用中，例如用于电子转向系统EPS的驱动马达中，力可能会在负载变化时作用于待测驱动轴，例如所述力在轴向上移动该驱动轴。因为轴向结构的缘故，这种移位改变了安装在驱动轴端部处的磁场源与传感器之间的距离。为了避免因两个物体之间的机械接触而可能会对传感器或磁体带来损害，必须遵守磁场源和传感器之间的最小距离，而这又进一步限制了针对传感器和磁场源之间距离的误差范围。

发明内容

本发明基于以下目的，即，明确指出一种用于非接触检测可相对于磁敏传感器运动的构件的绝对位置的冗余传感器系统，该磁敏传感器能够如此布置，即其信号具有不等于90°的相移。

本发明尤其基于以下目的，即，提供一种用于所谓的离轴应用(就是说其中磁敏传感器位于活动件的对称轴线以外的应用)的冗余传感器系统，该系统能够实现利用两个独立的传感器系统来冗余地检测可转动安装件的位置。该磁敏传感器应该被理解为尤其是指霍尔传感器。

利用根据本发明的设备以及根据本发明的方法来实现这个目的。

本发明涉及一种用于非接触检测构件的绝对位置的设备，该构件可相对于磁敏传感器运动并具有固定在活动件上的磁场源，位于一个平面内的且在运动方向上空间错位的两个磁敏传感器与该磁场源间隔设置。规定了该设备具有冗余设计，例如具有两个传感器元件，两个这样的磁敏传感器布置在每个传感器元件中。

一个改进方案涉及一种用于所谓的离轴应用的设备，用于确定活动件的绝对转动位置。在此情况下规定，该活动件以可转动的方式安装，该平面平行于转动轴线布置。所述两个传感器元件容纳在一个共同外壳内，该外壳按照相对于磁场源侧固定不动的方式平行于转动轴线安装，每个所述传感器元件包括具有相关的评估电子装置的两个磁敏传感器，它们位于一个平面内并且在转动运动方向上空间错位，并且检测和评估磁场径向分量。