专利名称：具有贯穿轴的非接触式多圈绝对位置磁传感器的制作方法
具有贯穿轴的非接触式多圈绝对位置磁传感器 本发明涉及用于大于360°并可达到多圈的角度的磁旋转式位置传感器的领域， 更特别地，涉及用于测量机动车转向柱的角位置的位置传感器的领域，但不限于该应用。对比如车辆稳定性的电子控制(ESP Electronic Stability Program，电子稳定 程序)和电辅助转向(EPS :Electric Power Steering，电动助力转向)等功能来说，转向 柱和方向盘的角位置是必需的信息。还可将转向角进而轮子的信息用于比如转向灯、轨迹 检测、自动停车等附加功能。单圈传感器本身不能检测大多数机动车的方向盘柱(其方向盘必须能够转至少 两圈)的位置。已有的方案可将360°传感器与“最大圈”(toptour)相关联以了解方向盘 处于第几圈(例如W007014599)。但这些系统对在加电压时的初始位置做了假设。随后的 所有位置均与该起始位置有关。因此问题在于该初始位置在每次重新合上机动车开关时都 要重新定义。这就是说如果该系统没有存储方向盘角的最后位置的存储器，或者如果在所 述触点被断开时该角度有变化，则在合上触点时所指示的角度将是错误的。另外，针对方向盘柱应用的标准非常的严格。事实上该应用需要能够以小于 +/-2°的精度和小于0.1°的分辨率达到+/-720°甚至+/-1440°的量程的绝对传感器。为此，存在用于测量角度的各种绝对多圈方案，这些方案使用了多种技术电位测 量、光学、感应或者磁性技术等。例如在专利EP1219527或US6848187中描述的光学方案较为复杂昂贵，并可能由 于其与环境条件和温度条件不兼容而显得与马达舱中的装配不兼容。从在转向柱上展开和调整的角度看，感应方案非常昂贵(US6384598)。电位测量方案具有主要在成本和简单性上的显著优势。在现有技术中已知例如专利US5200747，该专利介绍了一种由两个360°电位测 量传感器构成的绝对多圈传感器。第一电位计用于测量旋转构件的从0°到360°的旋转 角，第二电位计用于确定旋转构件完整旋转的圈数。第二电位计的转子被“单齿轮+小齿 轮”系统带动，其中单齿轮连接到第一电位计。每当第一电位计转了完整一圈时，单齿轮唯 一的齿与小齿轮(称作“日内瓦”轮)啮合，小齿轮使第二电位计的转子旋转预定的角度。第 二电位计的位移因此是增量的，并且在第一电位计的每圈中第二电位计的位置也有增量。 通过确定两个电位计的输出，可以确定旋转构件的绝对角度。可注意到该方案的两个主要缺点。第一个是所提出的方案的实现在电位计的轨道 和触点之间有摩擦，这缩短了传感器的使用期限。另外，所述轨道在与粉末、油或其它流体 接触时可能受损。第二个主要缺点是第二电位计的增量特性。在第一电位计有故障的情况 下，第二电位计不能检测旋转构件在一圈中的位置(即使粗略地检测也不行)，也不能检测 第一电位计的失效。在现有技术中还已知根据两个旋转传感器的连续相位差来计算旋转构件的绝对 位置的非接触式磁性方案，例如在专利申请US2005000288286、JP2006119082、US6941241、 US5930905、US6466889中描述的那样。这些传感器的原理是一样的它们由连接到方向盘 柱的齿轮构成，所述方向盘柱带动每个都与磁体相连的齿数稍微不同的两个小齿轮。由磁敏探测器来检测每个磁体的旋转，然后用算法来对相位差信号进行处理。所测量的绝对角 度的精度因此取决于源自两个不同的传感器的两个信号的差还有计算的算法。为得到单一 测量值而对两个信号做减法是很大的缺点。与仅采用两个传感器之一的精度相比，这降低 一半的精度。两个传感器之一的最小误差、最小机械相位差、小齿轮之一的最小游隙导致了 角度测量的误差。另外，需要非常完善的算法以便计算旋转构件的绝对角度。与旋转构件的周期(360° )相比，每个信号的周期都极短。这意味着仅取自两个 传感器之一的信号无论如何也无法得出旋转构件的位置的即使粗略的信息。在不能通过使 用另一传感器的信号诊断出传感器的故障的情况下，这是个问题。在现有技术中已知描述了一种力矩和绝对多圈位置传感器的申请 W02005/076860，其中对旋转构件的位置的测量根据专利US5200747的原理，即位置的测量 通过下述两个传感器的偏差来实现直接连接到旋转构件的360°传感器和由日内瓦轮带 动的第二增量传感器。与专利US5200747的不同在于所采用的传感器不是电位测量的而是 非接触磁性的。两个传感器中的每个都具有环状磁体和两个间隔90°的磁敏部件(所述磁 敏部件测量由所述磁体产生的场的径向分量)，并且生成在解码后用于检测在360度上的 位置的两个正交正弦信号。该专利解决了专利US5200747的触点的问题，但前述与增量原理有关的缺点仍没 有得到解决。另外，该方案的另一缺点是具有两个探测器，这可能引起由于一个探测器相 对于另一个探测器的错误放置而导致的测量误差。此外，空间上岔开90°的两个集成电路 的存在增加了传感器的最终成本，这是因为印刷电路的表面可能很大并且增加了连接的数量。与使用增量有关的同样缺点存在于专利EP0699151中，其中粗略信号仅用3位编 码，这限制了圈传感器的精度，而且圈传感器是由不少于3个的霍尔(Hall)探测器实现的。在现有技术中还已知专利申请W007057563，该专利申请描述了一种360°旋转位 置传感器，并采用磁敏探测器以便确定基本在直径方向磁化的环状或盘状磁体的角位置。 在该专利中，对由磁体生成的磁场的方向敏 感的探测器被放置在磁体的外部，因此允许获 得例如用于测量转向柱的旋转角度的贯穿轴旋转传感器。另外，在该申请中描述了使用与 运动减速有关的传感器，以便在传感器处使多圈旋转简化为少于或等于一圈的旋转(参见 图2)。该方案的主要缺点在于采用减速比n，这降低了分辨率和相应地降低了精度，从而可 能不足以用于比如精度和分辨率很高的转向柱等应用。本发明提出了通过使用两个非接触式360°传感器以实现绝对多圈传感器，来解 决以上提到的问题。第一非接触式传感器用于测量旋转构件的从0°到360°的旋转角，并 且第二传感器用于确定旋转构件完整旋转的圈数。在所述两个传感器之间集成了减速比为 η的连续减速机械系统。减速器的输入轴连接到第一传感器，而第二传感器的转子连接到减 速器的输出轴。每当第一传感器转了完整一圈，第二传感器仅转1/η圈。第二传感器允许 获得对总绝对角的具有有限精度和分辨率的测量，但第一传感器通过允许改善第二传感器 的测量并因而获得在360°上的非常精细的精度和分辨率来解决该问题。另外，在第一传感 器有故障的情况下，第二传感器仍然允许检测(分辨率降低到η分之一)旋转构件在旋转 中的位置并检测第一传感器的失效。以下描述的方案因此允许提高测量的可靠性，同时优选地使其适合各种几何配置(2圈传感器、3圈传感器等，无论圈数是多少都具有同样的精度和分辨率)，尤其在具有贯穿轴的设备的情况下。本发明可按照优选的配置使用在申请W02007/057563中所描述的类型的两个传感器。第一传感器(称作主传感器)测量方向盘在360°的行程上的角度，并发送与该行 程上的该角度成比例的信号。对于较大的角，所发送的信号与针对“该角度模360° ”所发 送的信号一样。该信号仅允许识别方向盘相对于初始位置的相对位置，但不识别其绝对位 置。事实上，第一传感器发送周期为360°的周期性信号。对角度的测量在该周期内是精确 的，但不能知道轴处于哪个周期内。第二传感器的功能是一方面指示在每一时刻第一传感器处在哪个周期中，另一 方面提供一定的冗余，这是因为信号的确是不够精确，但足够通过与第一传感器的信号相 关联来与值区间进行比较。存在生成第二传感器的信号的多种可能性。专利申请W02005/076860描述了一种产生增量的第二信号的方式(日内瓦轮)，该 方法使得信号可正确地指示第一传感器处于哪一圈，但信号是离散类型(使用递增的值) 的事实不允许将该信号用于冗余。本发明在于使用一种主轴(
图11中的附图标记1)和第二传感器之间连续减速机 械装置，以使得第二传感器的机械角位置与主轴的待测量的角位置大致成比例。第一传感器的信号与输入轴在360°的范围内的角度成比例，并且是以360°为 周期的周期信号。该信号提供对一圈中的位置的精确指示。第二传感器的信号与输入轴在整个行程上的角度大致成比例，同时没有第一传感 器的信号精确。第二传感器的信号提供对整个行程上的位置的粗略指示。优选地，两个信号的电气组合允许合成与输入轴在整个行程上的位置成比例的信 号，该信号与信号2的类型相同，但具有信号1的精度。因此在精度和分辨率方面增益较大。本领域技术人员知道实现从一轴到另一轴的减速的多种装置。对于约为三至五的 减速比而言，从体积角度出发最优选的做法如下-蜗轮蜗杆减速，-齿轮组减速，-齿轮机构直接减速该方案是可以的，尽管从体积角度出发不是优选的，_磁耦合减速。如图1示出的两个信号可例如输出给微控制器，所述微控制器借助于信号1和2 产生单调递增的信号，该信号的精度和分辨率相对于信号2显著提高。通过查对图解出这类带有冗余的、高精度的多圈绝对角度传感器的优选(但不限 于此)的实施例的图1至图20，将更好的理解本发明。本发明还涉及用于大于或等于360°并可达到多圈的角度的磁旋转式力矩和位置 传感器的领域，更特别地，用于测量机动车转向柱的扭矩和机动车转向柱的角度位置的力 矩和位置传感器的领域，但不限于该应用。由司机对转向柱施加的力矩是用于确定电子转向增力器位置的必要信息。这使得 司机能够更容易地转动方向盘。将力矩和转向柱位置的信息收集在一起以优化机动车的稳定性和增力器。本发明提出的方案合理地结合了大于或等于360°的位置传感器和磁力矩 传感器(例如专利FR2872896中描述的磁力矩传感器)。因此，本方案提供方便的安装和非 常紧凑的集成，其灵敏度是优化的并且零件的尺寸和重量是最小化的。在现有技术中可找 到力矩和位置的方案，但这些方案只是简单地将传统力矩传感器和位置传感器并排放在一 起。例如专利US20060236784描述了一种力矩传感器和多圈位置传感器的方案，但该方案 仅涉及将磁力矩传感器与磁多圈位置传感器首尾相接。这导致较大的体积，导致必须使用 多个印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(因为霍尔部件位于不同平面中)，并导致力矩传 感器和位置传感器之间的磁相互作用。这就是提出本发明以克服上述缺陷的原因。为此，所集成的新传感器组合了由四个不同的磁性结构构成的力矩和位置传感器，所述四个不同的磁性结构如下-属于力矩传感器的第一转子磁性结构，包括被径向磁化的固定在磁轭上的多个 磁体，-属于力矩传感器的第二定子磁性结构，包括具有多个齿的两个同心齿冠，-属于力矩传感器的第三固定收集结构，由两个同心环部分构成，这两个同心环部 分延伸出合拢以形成放置磁敏部件的测量磁隙的分支，-第四结构，由直径方向磁化的磁体(或Halbach型磁体)构成，该磁体被置于定 子部分的齿冠之间并从而能够在支撑力矩传感器的第二磁性结构的塑料部件上包覆模塑 而成。将MLX90316或其它类型的磁敏部件置于位置传感器的磁体的外部，并与力矩传感器 的磁敏部件一样构成印刷电路板的一部分。这种结构因而允许获得轴向体积与单一力矩传感器的体积相同的力矩和位置传 感器。在这种配置中，力矩传感器的磁体和位置传感器的磁体是同心的，并且所有的霍尔部 件都位于与这些传感器的旋转轴垂直的磁体中面中。这样做的优点是能够将所有的霍尔部 件插在单一印刷电路板上并消除一传感器与另一传感器的磁相互作用。另外，通过如下所述地将构成这样的集成传感器的部件放在一起，减小了该传感 器的成本可同时包覆模塑(双料模塑)位置传感器的磁体和力矩传感器的同心齿冠，从而 仅形成为单一部件，并且对力矩和位置传感器的构成该单一印刷电路板的一部分的霍尔探 测器也同样制作。在这种结构中可添加如本公开第一部分所描述的减速器和绝对位置传感器。优选地，将两个检测系统相互接近地放置，以能够集成在单个盒内。这样实现的设 备是紧凑的并因此能够方便地放置在待测量的设备上。通过参照图解出这类带有冗余的、高精度的多圈绝对角位置和力矩传感器的优选 (但不限于此)的实施例的图21至图25，将更好地理解本发明-源于现有技术的图1示出了单圈方案，-源于现有技术的图2示出了具有减速器和单圈传感器的多圈方案，-源于现有技术的图3示出了不连续多圈方案的输出信号，-源于现有技术的图4示出了具有不连续减速系统的多圈磁性方案，-源于现有技术的图5示出了具有不连续减速系统的多圈电位测量方案，-源于现有技术的图6示出了离散多圈方案的输出信号，-源于现有技术的图7示出了具有通过两个轮齿稍微不同的齿轮形成的信号相位差的多圈方案，-源于现有技术的图8示出了相位差递增的两个输出信号，-源于现有技术的图9示出了轴端部处的多圈方案，-图10是示出了两个传感器的输出信号的图，-图11示出了具有蜗轮蜗杆的本发明的正视图，-图12示出了具有蜗轮蜗杆的完整的传感器的俯视透视分解图，-图13示出了图11的部件的仰视图，
-图14是具有蜗轮蜗杆的本发明的去掉盖子的透视分解图，-图15是具有蜗轮蜗杆的本发明的去掉盖子的正面整体图，-图16是本发明的具有通过齿轮组形成的减速器的无盖透明视图，-图17是去掉了盒的、具有通过齿轮组形成的减速器的传感器的透视分解图，-图18是本发明的具有通过齿轮组形成的减速器的透视图，-图19是本发明的去掉了盒的、具有通过齿轮组形成的减速器的侧视图，-图20是本发明的具有由主磁体和位置耦合磁体构成的磁性减速器的视图，-图21是使力矩传感器和360°位置主传感器相关联的主视图，-图22是使力矩传感器和360°位置主传感器相关联的剖视图，-图23是集成在同一印刷电路板上的力矩和位置传感器的专用集成电路(ASIC) 的视图，-图24是通过蜗杆的运动转换使力矩传感器、360°位置主传感器和辅助传感器 相关联的透视图，-图25是通过蜗杆的运动转换使力矩传感器、360°位置主传感器和辅助传感器 相关联的正视图，-图26是通过蜗杆的运动转换使力矩传感器、360°位置主传感器和辅助传感器 相关联的侧视图。附图详细描述图1至图9是示出了在本专利的第一部分中描述的现有技术的图示。图10示出了本发明的输出信号。第一信号是360°上(1圈)的具有非常精细分 辨率的周期性信号，第二信号是4圈上的绝对信号，该绝对信号的分辨率是周期性信号的 四分之一。图11至图15示出了对蜗轮蜗杆减速器的使用。直径较大的蜗杆(1)是空心的以便围绕待测量的轴(例如机动车的转向柱)安 装。所述蜗杆被固定在待测量的轴上。直径方向磁化的第一磁体(3)被连接到该蜗杆并构 成具有在一圈之内的精确信号的第一传感器的一部分。该磁体可安装或不安装在磁轭(8) 上。所述蜗杆与传感器的盒(9)旋转连接。在本申请中所述盒是固定的。该蜗杆带动与第 二磁体(7)连接的小齿轮(4)旋转，所述第二磁体构成具有没那么精确但涵盖整个行程的 信号(图10，第二信号)的第二磁性传感器的一部分。所述小齿轮与盒(9)旋转连接。机 动车方向盘的角行程在大部分情况下在2圈和5圈(这些值并非穷举)之间。减速比被选 择为使得圈指示磁体(7)在整个行程上转不到1圈。事实上正是该角行程使得能够最大限 度地利用第二传感器在分辨率方面的潜力。在图示的例子中，蜗杆(1)有3条螺纹而小齿轮(4)有13个齿。因此减速比为4. 33，这使得完全适合在方向盘上达到4圈行程。运动的 转换容许有稍许游隙，但所述游隙必须限制到必要的最低程度，以使得不会由于增加了与 减速中的游隙相关联的寄生滞后而过度地降低第二传感器的精度。检测器2测量在直径方向磁化的磁体3的径向和切向分量。检测器(6)检测在直径方向磁化的磁体(7)的轴向和切向分量。这种类型的结构选择允许获得具有较少数量部件的紧凑的传感器，且这些部件可以容易地通过注塑而大量实现，以降低成本。这种结构还允许将两个检测器(2和6)置于 同一印刷电路板(5)上，从制造成本的角度看这是不可忽略的优点。图16至图19示出了齿轮组减速器的使用。空心的第一齿轮(1)与应被测量角位置的轴连接。所述轴贯穿齿轮(1)。在直径方向磁化的第一磁体(3)与该齿轮连接，并构成具有在1圈之内的精细信 号(图10，第一信号)的第一传感器的一部分。第二活动部件(12)由小齿轮和啮合在第一 齿轮(1)上的齿轮构成。与第二活动部件类似的第三活动部件(13)啮合在第二活动部件 上，并带动第四活动部件(14)旋转。所有这些活动部件均在盒(9)中旋转连接。这些活动 部件的被称作齿轮组的组件实现了齿轮1的角速度的减速。第四活动部件承载在直径方向磁化的磁体(7)和有磁屏蔽功能的软铁环(16)。该 第二磁体(7)构成具有虽然粗略但覆盖整个行程的信号(图10，第二信号)的第二传感器 的一部分。该第二传感器可以具有贯穿轴或非贯穿轴，第四活动部件(14)和盒(9)之间的旋 转连接可偏移。由检测器测量的磁场的分量因此在非贯穿轴的情况下是磁体的旋转轴的点 上的两个相互正交的径向分量，或者在贯穿轴的情况下是磁体外部的点上的径向和切向分
So与前述例子中一样，减速比被选择为使得第四活动部件(14)且因此磁体(7)在输 入轴的整个行程上转不到1圈。活动部件的数量可被改变以适应体积约束或所需的行程。由于待传输的力矩极小，所以齿轮机构的齿可以用较小压力角(例如12° )来形 成，以便最大程度地限制损害第二传感器的精度的游隙。事实上，虽然对于圈的解码功能来 说所需的精度不是非常高，但对于冗余功能来说所需的精度要高得多。所有活动部件以及载有这些活动部件的盒(9)都可通过注塑来经济地实现。检测 器(2和6)被焊接在单一印刷电路板(5)上，这使得该方法是经济的。在图示的例子中，所选择的轮齿如下-输入齿轮1:60齿，-齿轮12 12 和 34 齿，-齿轮13 12 和 39 齿，-输出齿轮14:35齿。这产生的减速比为5. 37。这里图示的例子因此适于5圈的方向盘行程。图20示出了直接磁耦合的使用。在图示的例子中，在直径方向磁化的环状磁体(3)与要测量其旋转的轴连接。置 于同一平面中并与盒旋转连接的多极环状磁体(20)与所述磁体(3)相互作用。事实上，多极环状磁体(20)的南北极交替面对主磁体(3)的南北极，从而在这两个磁体间实现了角速度的减速。本领域的技术人员十分了解这些非接触式磁性减速系统，所述磁性减速系统允 许透过无磁性的薄壁或者在轮之间没有直接机械接触地进行减速。在图示的例子中，初级轴的磁体(3)具有一对磁极，次级轴的磁体(20)具有6对 磁极，这提供了这两个轴间为6的减速比，并使得该系统适于测量大约6圈的方向盘行程。置于次级轮中心的双极磁体(7)允许与前述例子类似地获取次级轮的角位置。主 磁体(3)与转向柱刚性连接，这允许精确地测量位置。图21和图22是力矩传感器和360°绝对位置传感器的非常紧凑的组件的前视图 和剖视图。该组件组合有-由具有两个定子的多极磁体(10)、两个收集器⑶、安装在印刷电路板(5)上的 两个磁敏部件(7)构成的力矩传感器，-由在直径方向磁化的磁体(3)和置于印刷电路板(5)上的检测器(6)构成的位 置传感器，所述磁体(3)适当地位于两个定子之间以优化组件的体积，所述检测器(6)测量 所述磁体(3)的轴向和切向分量。因此磁体(3)可以与所述定子同时包覆模塑而成，且借 助于磁敏部件对力矩和位置的测量是在同一平面内进行的。图23是力矩传感器的两个霍尔专用集成电路(7)、360°位置传感器的霍尔专用 集成电路、上面集成有这些专用集成电路的单一印刷电路板以及力矩传感器的收集构件的 视图。图24和图25和图26分别是力矩传感器和多圈绝对位置传感器的组件的透视图、 剖面图和正视图。该组件组合有-由具有两个定子的多极磁体(10)、两个收集器(8)、安装在印刷电路板(5)上的 两个磁敏部件(7)构成的力矩传感器，-根据以θ/n为周期的“周期性”函数来生成给出周期性角位置的信号的检测系 统，所述检测系统由在直径方向磁化的磁体⑶和置于印刷电路板(5)上的检测器(6)构 成，所述磁体(3)适当地位于两个定子之间以优化所述组件的体积，所述检测器(6)测量磁 体(3)的轴向和切向分量。-生成相对于行程θ的绝对信号的检测系统，所述检测系统由在直径方向磁化的 磁体(19)、蜗轮(18)蜗杆(11)减速器(参见对图11至图15的描述)和检测器(16)构 成，检测器(16)测量磁体(19)的轴向和切向分量。正如特别是在图11至图19上可看到的一样，优选地将两个检测系统(或者检测 器(2)和(6))相互接近地放置，以便实现可安装在单一盒内的紧凑的传感器。
权利要求
一种绝对位置磁传感器，用于测量穿过所述传感器的轴在行程θ上的角位置，并且包括至少两个检测所述轴的位置的检测系统，其特征在于-所述检测系统中的至少一个检测系统包括进行连续运动转换的机械系统，该机械系统的输入轴与所述轴连接，所述至少一个检测系统根据以θ/n为周期的“周期”函数来生成给出所述轴的周期性角位置的信号；-所述检测系统中的至少一个检测系统生成相对于所述轴的行程θ的绝对信号；-θ和n满足关系式＊θ/n＝360＊n＞1。
2.根据权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述根据以θ/n为周期的“周期” 函数来生成给出所述轴的周期性角位置的信号的检测系统包括基本位于同一点处的至少 两个磁敏部件，所述磁敏部件测量由磁体产生的磁场的切向或径向或轴向的分量，以及所 述磁场的径向或轴向或切向的分量，以便提供相位差大致上为90°的两个正弦信号。
3.根据权利要求2所述的磁位置传感器，其特征在于，所述生成相对于所述轴的行程 θ的绝对信号的检测系统包括至少一个在进行所述连续运动转换的机械系统的输出轴上 的磁体和至少一个磁敏部件。
4.根据权利要求3所述的位置传感器，其特征在于，所述生成相对于所述轴的行程θ 的绝对信号的检测系统包括基本位于同一点处的至少两个磁敏部件，所述磁敏部件测量所 述磁场的切向或径向或切向分量，以及所述磁场的径向或轴向或切向分量，以便提供相位 差大致上为90°的两个正弦信号。
5.根据权利要求4所述的磁位置传感器，其特征在于，所述根据以θ/η为周期的“周 期”函数来生成给出所述轴的周期性角位置的信号的检测系统的磁敏部件和所述生成相对 于所述轴的行程θ的绝对信号的检测系统的磁敏部件是共面的。
6.根据权利要求5所述的磁位置传感器，其特征在于，所述磁敏部件被连接在同一连 接平面上。
7.根据权利要求5所述的磁位置传感器，其特征在于，所述进行连续运动转换的机械 系统是齿轮减速器或蜗轮减速器。
8.根据权利要求5所述的磁位置传感器，其特征在于，所述进行连续运动转换的机械 系统是由至少两个多极磁体构成的非接触式减速器，所述多极磁体中的至少一个连接到所 述轴。
9.根据权利要求7所述的磁位置传感器，其特征在于，所述减速器的连接到所述轴的 多极磁体也是根据以θ /n为周期的“周期”函数来生成给出所述轴的周期性角位置的信号 的检测系统的磁体。
10.根据权利要求8所述的磁位置传感器，其特征在于，所述减速器的连接到所述进行 连续运动转换的系统的多极磁体也是生成相对于所述轴的行程θ的绝对信号的检测系统 的磁体。
11.根据权利要求1所述的磁位置传感器，其特征在于，通过使用所述两个检测系统的 电信号，信号处理电路实现对所述轴在完整行程θ上的非常精确的绝对位置的计算。
12.根据权利要求1所述的磁位置传感器，其特征在于，所述两个检测系统被定位为相互接近，以便能够被集成在单一盒内。
13.—种位置传感器组件，尤其用于检测转向柱的扭转，其特征在于包括-检测通过扭杆连接的同轴的输出轴和输入轴的相对角位置+ / 一 φ以便从中推导出 施加在所述杆上的扭矩的至少一个检测系统，其中φ>20,所述检测系统由包括径向磁化的 多个磁体的第一转子磁性结构、包括两个延长齿冠的第二定子磁性结构构成，在所述第二 定子磁性结构附近设置有至少一个磁敏部件，-至少一个根据权利要求1至12冲任一项所述的绝对位置检测系统，用于测量所述输 入轴或输出轴在行程θ上的角位置；以及 -至少一个信号处理系统， 其特征在于-至少一个检测系统根据以θ /n为周期的“周期”函数来生成给出所述轴的周期性角 位置的信号；-至少一个检测系统生成相对于所述轴的行程θ的绝对信号； -θ、φ和 η满足 θ /n = 360θ/φ > 20η >= 1-所述检测系统的轴也是力矩传感器的输入轴或输出轴。
14.根据权利要求13所述的位置传感器组件，其特征在于，所述力矩传感器包括由两 个通量闭合部件构成的第三固定收集结构，所述两个通量闭合部件限定至少一个磁隙，在 所述磁隙中放置至少一个磁敏部件。
15.根据权利要求14所述的位置传感器组件，其特征在于，所述力矩传感器的通量闭 合部件和所述定子的齿冠在它们之间限定恒定且独立于所述两个定子结构和收集结构的 相对径向位置的收集面。
16.根据权利要求13所述的位置传感器组件，其特征在于，所述绝对位置传感器是根 据权利要求2至11之一来实现的。
17.根据权利要求13所述的磁位置传感器组件，其特征在于，所述根据以θ/η为周期 的“周期”函数来生成给出所述轴的周期性角位置的信号的检测系统的磁敏部件和/或所 述生成相对于所述轴的行程θ的绝对信号的检测系统的磁敏部件与所述用于测量扭矩的 传感器的一个或多个磁敏部件共面。
18.根据权利要求13所述的磁位置传感器组件，其特征在于，在所述用于测量扭矩的 传感器和检测所述轴的位置的检测系统之间集成有至少一个屏蔽体。
19.根据权利要求13所述的磁位置传感器组件，其特征在于，所述力矩和位置传感器 的磁性子组件是包覆模塑而成的。
全文摘要
本发明涉及绝对位置磁传感器，用于测量穿过所述传感器的轴在行程θ上的角位置，并且包括至少两个检测所述轴的位置的检测系统，其特征在于所述检测系统中的至少一个检测系统根据以θ/n为周期的“周期”函数来生成给出所述轴的周期性角位置的信号；所述检测系统中的至少一个检测系统生成相对于所述轴的行程θ的绝对信号；θ和n满足关系式＊θ/n＝360，＊n＞1。
文档编号B62D15/02GK101802557SQ200880108213
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月23日 优先权日2007年7月24日
发明者扬妮克·罗纳, 杰拉尔德·马松 申请人:移动磁体技术公司