CN104246441A - 用于使用磁阻传感器检测风挡擦拭器马达的轴的角位置的装置 - Google Patents

用于使用磁阻传感器检测风挡擦拭器马达的轴的角位置的装置 Download PDF

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    • B60S1/08—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by the drive electrically driven

Abstract

本发明涉及一种用于检测风挡擦拭器马达(10)的轴(15)的角位置的装置(100)，具有磁性器件(22)，该磁性器件(22)连接至轴(15)，其包括至少一个磁性元件(23)和磁场传感器器件。根据本发明提出，磁场传感器器件包括磁阻传感器(25)形式的单个磁场传感器。

Description

用于使用磁阻传感器检测风挡擦拭器马达的轴的角位置的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分检测风挡擦拭器马达的轴的角位置的装置。本发明进一步涉及使用根据本发明的装置的风挡擦拭器马达。
背景技术
根据权利要求1的前序部分1的装置在本领域中已知，且用于检测风挡擦拭器马达的驱动轴的精确角位置，使得所述风挡擦拭器马达可通过风挡擦拭器马达的控制装置被控制为，设置为操作地连接至风挡擦拭器马达的风挡擦拭器装置的擦拭器刮片可被停止，例如，在特定时间点停止。现有技术已知的装置中用于该目的的是霍尔传感器，其检测设置在电马达的轴上的磁性元件的磁场。霍尔传感器设置在电马达的轴上的不同径向位置，使得可以确认来自已经被霍尔传感器检测到的信号组合的轴的特定角位置。霍尔传感器在每种情况下实现为分立的部件，且通过对应的电连接线路连接至设置在印刷电路板上的评价电路和/或控制装置，所述印刷电路板设置在风挡擦拭器马达内，且用于控制风挡擦拭器马达。
另外，由后来公开的本申请人的DE 102012100829A1已知，将磁场传感器直接设置在印刷电路板上，所述磁场传感器同样用于控制风挡擦拭器马达。该磁场传感器实现为SMD部件形式的霍尔传感器。
发明内容
基于所述的现有技术，本发明的目标是进一步开发一种根据本发明权利要求1前序部分的用于风挡擦拭器马达的轴的角位置的装置，从而所使用的磁场传感器可具有简化的构造和/或需要较少的安装空间。该目标根据本发明在具有权利要求1的特征的装置的情况下通过以下被实现，磁场传感器器件包括磁阻传感器形式的单个磁场传感器。因此，在风挡擦拭器马达情况下现有技术中已知的霍尔传感器和/或SMD部件被单个磁场传感器替代，所述单个磁场传感器，作为使用绝对测量方法的角度传感器，检测风挡擦拭器马达的轴的角位置。该类型的磁阻传感器例如在现有技术的所谓的AMR技术和GMR技术中已知。术语“AMR技术”理解为意思是一种技术，其利用各向异性磁阻效应，以便检测和评价磁场的变化。GMR效应是所谓的大磁阻效应。该类型的磁阻传感器具有以下优势：它们使得可以实现较高水平的准确度和/或高分辨度，它们极其鲁棒和/或对于由撞击或振动造成的机械负载、高温或低温、污物、辐射不敏感，以及它们极其敏感。
根据本发明的用于检测风挡擦拭器马达的轴的角位置的装置的有利实施例在从属权利要求中被披露。说明书和/或附图、权利要求中披露的至少两个特征的左右组合在这里被本发明的范围覆盖。
特别有利的是，磁场传感器设置在印刷电路板上，所述印刷电路板同时用于接收电和/或电子部件，以控制风挡擦拭器马达。因此，不必提供分立的印刷电路板和/或随后必须通过合适的连接线路连接至印刷电路板的用于磁场传感器的分立的安装元件，所述印刷电路板用于控制风挡擦拭器马达。除了相应减少的制造成本，由于省去了附加的安装元件，还可以特别紧凑的方式在相关区域中构造风挡擦拭器马达。
由于风挡擦拭器马达的(电枢)轴通常在其两个端面中安装在轴承元件中，因此磁性元件在风挡擦拭器马达的(电枢)轴的端面上的任何布置会增加风挡擦拭器马达在轴向延伸部中的结构尺寸。因此优选的是，磁性元件在电枢轴的周边上包围(电枢)轴。
更特别优选的是，磁性元件设置在风挡擦拭器马达的齿轮壳体的区域中。这基于以下背景实现：用于控制风挡擦拭器马达的印刷电路板同样设置在齿轮壳体中，在该位置处，与马达壳体相比较，由于通常设置的齿轮和几何比例，存在比马达壳体区域中更多的用于容置印刷电路板的安装空间。
相当特别有利的是，在齿轮壳体中的布置的情况下，至少一个磁性元件设置在马达壳体区域和齿轮之间。用于容置附加元件和/或用于印刷电路板的大部分安装空间通常可在该区域中获得。
进一步优选的是在无刷风挡擦拭器马达的情况下使用根据本发明的装置。为了在该类型的无刷风挡擦拭器马达的情况下正确地控制单独的绕组，有必要基于电枢轴的角位置来激励和/或控制所述绕组。因而，装置不仅用于在特定角位置中停止和/或起动风挡擦拭器马达以往复移动操作地连接至风挡擦拭器马达的风挡擦拭器，而且为了能够实际上操作风挡擦拭器马达，所述装置也是必要的。
在磁场传感器的结构优选的布置中，提出了所述磁场传感器设置在印刷电路板的面朝轴的面上，其中，印刷电路板的平面平行于轴的纵向轴线延伸。因而，实现了装置的特别紧凑的构造，且简化了检测磁性元件的磁场的过程，所述磁场移动经过磁场传感器。
本发明还包括具有根据本发明的装置的风挡擦拭器马达。该类型的风挡擦拭器马达使得可以提供用于通过使用仅单个磁场传感器来检测轴的角位置的特别紧凑的装置，所述单个磁场传感器为磁阻传感器的形式。
附图说明
本发明的进一步的优势、特征和细节从优选示例性实施例的以下描述以及在参考附图呈现，在附图中：
图1示出风挡擦拭器马达的简化图，其使用根据本发明的用于检测该风挡擦拭器马达的电枢轴的角位置的装置；和
图2示出如图1所示的风挡擦拭器马达的在根据本发明的装置的区域中的部分的放大图。
具体实施方式
相同部件和/或以相同方式工作的部件以相同附图标记提供在图中。
图1示出作为机动车辆的风挡擦拭器装置的部件的风挡擦拭器马达10的非常简化的视图。风挡擦拭器马达10包括壳体11，壳体11细分为马达区域12和齿轮区域13。马达区域12和齿轮区域13可通过分立的壳体部件(所述壳体部件例如用螺钉固定在一起)获得，或通过共用的壳体部分或以外壳构造实现。作为无刷驱动马达的部件的轴15设置在壳体11中。在内部转子构造的情况下，轴15因此实现为转子轴，且与设置在马达区域12的内周边(其通常实现为具有圆形横截面)上的绕组配合的磁体设置在转子轴的周边上。轴15例如可旋转地安装在壳体11中的三个轴承装置16至18中。实现在轴15上的齿形器件(未示出)与齿轮20上的相应的对应齿啮合。齿轮20用于增加扭矩，且所述齿轮例如与设置在壳体11外部的杆(同样未示出)配合，所述杆特别地机械地联接至擦拭器连接杆。
根据本发明的用于检测轴15的角位置的装置100设置在齿轮区域13内，位于马达区域12的端面21和齿轮20之间的区域中。装置100包括磁性器件22，磁性器件22使用至少一个具有北极和南极的磁性元件23，其中，磁性器件22以径向方式在所述轴的周边处围绕轴15和/或以径向方式包围所述轴。磁性器件22与磁阻传感器25形式的磁场传感器配合。如在图2中特别清楚的，磁阻传感器25实现为IC和/或ASIC的形式，且设置在印刷电路板28的面朝磁性器件22的面上。重要的是，印刷电路板28同时支撑用于控制风挡擦拭器马达10的部件29。印刷电路板28通过电连接件31(图1)连接至壳体11的插入式连接区域32，特别是齿轮区域13的插入式连接区域32，经由该插入式连接区域32，风挡擦拭器马达10借助机动车辆的线束供应有电压。磁阻传感器25优选地实现为GMR或AMR传感器，并且是IC和/或ASIC的部件。但是，其可还实现为表面安装装置，并可包括外部评价电路。
至此所述的风挡擦拭器马达10和/或其用于检测轴15的角位置的装置100可以多种方式被改变和/或修改，而不违背本发明的思想。因此，磁性器件22可还包括多个磁性元件23。另外，磁阻传感器25可还设置在印刷电路板28的远离磁性器件22的面上。
附图标记列表
10  风挡擦拭器马达
11  壳体
12  马达区域
13  齿轮区域
15  轴
16  轴承装置
17  轴承装置
18  轴承装置
20  齿轮
21  马达区域的端面
22  磁性器件
23  磁性元件
25  磁阻传感器
28  印刷电路板
29  部件
31  电连接件
32  插入式连接区域
100 装置

Claims (10)

1.一种用于检测风挡擦拭器马达(10)的轴(15)的角位置的装置(100)，具有连接至轴(15)的磁性器件(22)，具有至少一个磁性元件(23)，以及具有磁场传感器器件，所述磁性元件(23)具有北极和南极，
其特征在于，
所述磁场传感器器件包括磁阻传感器(25)形式的单个磁场传感器。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，
磁场传感器设置在印刷电路板(28)上，所述印刷电路板(28)同时用于接收用于控制风挡擦拭器马达(10)的电或电子部件(29)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，
其特征在于，
所述至少一个磁性元件(23)以环形形状在轴的周边上围绕轴。
4.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，
所述至少一个磁性元件(23)设置在风挡擦拭器马达(10)的齿轮壳体(13)的区域中。
5.根据权利要求4所述的装置，
其特征在于，
所述至少一个磁性元件(23)设置在马达壳体区域(12)和齿轮(20)之间。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置，
其特征在于，
所述风挡擦拭器马达(10)构造为无刷风挡擦拭器马达(10)。
7.根据权利要求2至6中的一项所述的装置，
其特征在于，
所述印刷电路板(28)的平面平行于所述轴(15)的纵向轴线延伸。
8.根据权利要求7所述的装置，
其特征在于，
所述磁阻传感器(25)设置在所述印刷电路板(28)的面朝所述轴(15)的侧部上。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的装置，
其特征在于，
所述磁阻传感器(25)是IC或ASIC的部件，或以SMD构造制成。
10.一种风挡擦拭器刮片(10)，具有根据权利要求1至9中的任一项所述的装置(100)。
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