[发明专利]用于确定磁组件围绕旋转轴的旋转方向的磁传感器设备和方法

说明书

本申请涉及用于确定磁组件围绕旋转轴的旋转方向的磁传感器设备和方法。其中，所述磁传感器设备包括具有第一半桥和第二半桥的桥电路。第一半桥和第二半桥中的每一个包括至少一个磁阻结构。此外，磁传感器设备包括评估电路，该评估电路被配置成基于第一半桥的输出信号与第二半桥的输出信号之间的相位差来确定磁组件的旋转方向。

技术领域

示例涉及磁组件的旋转检测。特别地，示例涉及用于确定磁组件围绕旋转轴的旋转方向的磁传感器设备和方法。

背景技术

与基于霍尔效应的常规传感器设备相比，基于磁阻效应的磁传感器设备展现改进的灵敏度和改进的抖动。相应地，传感器设备与被监视的磁组件（例如目标轮或曲柄轴）之间的距离可增加。

对于许多应用（例如曲柄轴传感器），监视的磁组件的旋转方向的检测是强制的。基于霍尔效应的传感器设备对垂直磁场敏感，而基于磁阻效应的传感器设备对水平磁场敏感。因此，在两种传感器类型的输出信号之间通常存在90°相位移位。

然而，在许多应用中（例如在汽车工业中），进一步处理元件（例如电子控制单元，ECU）期望具有基于霍尔效应的传感器设备的相位行为的传感器输出信号。也就是说，基于磁阻效应的常规传感器设备可不与这些进一步处理元件一起使用。

因此，可能存在对磁传感器设备的希望，该磁传感器设备允许确定磁组件的旋转检测，并且允许与期望具有基于霍尔效应的传感器设备的相位行为的传感器输出信号的进一步处理元件的兼容性。

发明内容

该希望可由提出的示例来满足。

一个示例涉及一种用于确定磁组件围绕旋转轴的旋转方向的磁传感器设备。磁传感器设备包括具有第一半桥和第二半桥的桥电路。第一半桥和第二半桥中的每一个包括至少一个磁阻结构。此外，磁传感器设备包括评估电路，该评估电路被配置成基于第一半桥的输出信号与第二半桥的输出信号之间的相位差来确定磁组件的旋转方向。

第一半桥和第二半桥的输出信号由于每个半桥至少一个磁阻结构的变化电阻而指示磁组件围绕旋转轴的旋转。此外，由于第一半桥和第二半桥相对于彼此的几何定位，第一半桥和第二半桥的输出信号可相对彼此相位移位。也就是说，第一半桥和第二半桥中的一个可比第一半桥和第二半桥中的另一个更快地响应于磁组件围绕旋转轴的旋转。由于第一半桥和第二半桥相对于彼此的定位是已知的，所以第一半桥的输出信号与第二半桥的输出信号之间的相位差可允许确定磁组件的旋转方向。

另一个示例涉及磁传感器设备。磁传感器设备包括具有第一半桥和第二半桥的桥电路。第一半桥和第二半桥中的每一个包括至少一个磁阻结构。此外，磁传感器设备包括开关电路，该开关电路被配置成：在第一操作模式中，将第一半桥的第一输入节点和第二半桥的第一输入节点耦合到第一电势，并将第一半桥的第二输入节点和第二半桥的第二输入节点耦合到第二电势。开关电路被进一步配置成：在第二操作模式中，将第一半桥的第一输入节点和第二半桥的第二输入节点耦合到第一电势，并将第一半桥的第二输入节点和第二半桥的第一输入节点耦合到第二电势。

第一操作模式可允许操作磁传感器设备，使得获得第一半桥和第二半桥的差分输出信号，该差分输出信号相对于由磁传感器设备感测的磁场相位移位90°。通过在第二模式中为两个半桥中的一个交换电势，该半桥的输出信号可相位移位达90°。在第二操作模式中，因此可获得第一半桥和第二半桥的差分输出信号，该差分输出信号与由磁传感器设备感测的磁场基本上同相。相应地，可在第二操作模式中将磁传感器设备的差分输出信号供应给期望基于霍尔效应的传感器设备的相位行为的进一步处理元件。提出的磁传感器设备因此可与被设计用于基于磁阻效应的传感器设备的进一步处理元件一起以及与被设计用于基于霍尔效应的传感器设备的进一步处理元件一起使用。例如，在汽车工业中，提出的磁传感器设备可与被设计用于基于磁阻效应的传感器设备的ECU一起以及与被设计用于基于霍尔效应的传感器设备的ECU一起使用。