[发明专利]磁角位置传感器

权利要求书

1.一种磁角位置传感器系统，包括：

可绕着旋转轴旋转的轴杆，所述轴杆具有软磁性轴杆端部；

传感器芯片，在轴向与轴杆端部间隔开并且限定垂直于所述旋转轴的传感器平面；

集成在所述传感器芯片中的至少四个磁场传感器元件，其中所述磁场传感器元件中的两个彼此间隔开并且仅对第一方向中的磁场分量敏感，并且其中所述磁场传感器元件中的两个彼此间隔开并且仅对第二方向中的磁场分量敏感；第一和第二方向互不平行，并且第一和第二方向垂直于所述旋转轴；

磁化所述轴杆端部的磁场源，其中形成所述轴杆端部使得由所述磁场源引起的所述传感器平面中的磁场是N阶旋转对称的，N是≥1的有限整数；以及

电路，被耦合到所述至少四个磁场传感器元件并且被配置成通过组合所述至少四个磁场传感器元件的输出信号来计算所述轴杆的角位置，

其中所述磁场源包括第一永磁体和至少第二永磁体；

其中所述传感器芯片被布置在附着到电路板的芯片封装中，并且

其中所述第一永磁体被附着到所述芯片封装或所述电路板，并且所述第二永磁体被附着到所述轴杆端部。

2.根据权利要求1所述的磁角位置传感器系统，其中所述至少四个磁场传感器元件在由所述旋转轴到所述传感器平面上的投影定义的中心点周围被布置在所述传感器平面中。

3.根据权利要求1到2中的任一项所述的磁角位置传感器系统，

其中所述轴杆端部具有被布置在其前侧中或其前侧上的至少一个凹槽或至少一个突出，所述凹槽或所述突出被定形成使得所述轴杆端部具有N阶的旋转对称性，N为有限整数。

4.根据权利要求1到2中的任一项所述的磁角位置传感器系统，

其中所述轴杆端部包括与所述轴杆同步地旋转的弹簧，所述弹簧在所述旋转轴的轴向中是弹性的。

5.根据权利要求4所述的磁角位置传感器系统，

其中所述弹簧在垂直于所述旋转轴的方向中不是弹性的。

6.根据权利要求4所述的磁角位置传感器系统，

其中所述弹簧被布置在传感器芯片和轴杆端部的前侧之间，并且

其中经由间隔件将所述弹簧支撑在所述传感器芯片的芯片封装上。

7.根据权利要求6所述的磁角位置传感器系统，

其中所述间隔件被附着到所述弹簧或者所述间隔件由所述弹簧的凸起形成，并且

其中所述弹簧被配置成在所述芯片封装上施加轴向力。

8.根据权利要求1到2中的任一项所述的磁角位置传感器系统，

其中所述至少四个传感器元件沿着与所述旋转轴共轴的圆形对称地分布。

9.一种磁角位置传感器系统，包括：

可绕着旋转轴旋转的轴杆，所述轴杆具有软磁性轴杆端部；

传感器芯片，在轴向与所述轴杆端部间隔开并且限定垂直于所述旋转轴的传感器平面；

集成在所述传感器芯片中的至少四个磁场传感器元件，所述至少四个磁场传感器元件中的第一和第二磁场传感器元件彼此间隔开并且对第一方向中的磁场分量敏感，所述至少四个磁场传感器元件中的第三和第四磁场传感器元件彼此间隔开并且对第二方向中的磁场分量敏感，其中第一和第二方向互不平行，并且第一和第二方向垂直于所述旋转轴；

磁化所述轴杆端部的磁场源，其中形成所述轴杆端部使得由所述磁场源引起的所述传感器平面中的磁场是N阶旋转对称的，N是≥1的有限整数；以及

信号处理电路，被耦合到所述至少四个磁场传感器并且被配置成：

计算表示由第一和第二磁场传感器元件感测到的所述磁场分量的差的第一信号；

计算表示由第三和第四磁场传感器元件感测到的所述磁场分量的差的第二信号；以及

通过组合至少第一和第二信号来计算所述轴杆的角位置，

其中所述磁场源包括第一永磁体和至少第二永磁体；

其中所述传感器芯片被布置在附着到电路板的芯片封装中，并且

其中所述第一永磁体被附着到所述芯片封装或所述电路板，并且所述第二永磁体被附着到所述轴杆端部。