感应角度传感器方法和系统技术方案

本申请公开了感应角度传感器方法和系统。一种确定用于感应角度传感器布置的偏移补偿的一组校准值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)的方法，该布置包括：具有发射器线圈和三个接收器线圈的衬底，以及可旋转的目标。该方法包括以下步骤：a)激励发射器线圈；b)将目标定位在预定义位置或预定义位置附近，c)测量和处理信号，包括计算差分信号的平方和。一种传感器设备。一种角度传感器系统。一种角度传感器系统。一种角度传感器系统。

【技术实现步骤摘要】
感应角度传感器方法和系统


[0001]本专利技术总体上涉及感应角位置传感器系统领域，尤其涉及确定用于感应角位置传感器系统的偏移补偿的校准值的方法。

技术介绍

[0002]本领域中已知各种感应角度传感器，例如用于电机控制目的。它们通常包括激励线圈(也称为“发射器线圈”)和多个检测线圈(也称为“接收器线圈”)。发射器线圈和接收线圈彼此感应耦合。耦合量可能受到可移动地安装在发射器和接收器线圈附近的耦合元件(也称为“目标”)的影响。激励线圈可以例如用AC信号激励，其在目标中感应涡流。接收线圈将生成由目标中的涡流和发射线圈中的电流引起的信号。来自接收线圈的信号在电子电路中进行分析，并且可以基于这些信号以已知方式确定角位置。
[0003]存在不同种类的感应角度传感器。线圈的形状、大小和数量以及目标的形状和大小可能变化。它们可以具有不同的特性，诸如角范围(例如360
°
、180
°
、120
°
等)、精度或测量误差、对轴向或径向位置偏移的稳健性、紧凑性、最大外半径(也称为“转弯半径”)、组件计数、组件成本等。
[0004]为了达到最佳精度，需要对每个单独的装配进行误差或非理想性补偿。误差校正算法可使用在生产或装配阶段执行的校准程序中确定的一组参数。这些参数通常存储在角度传感器系统的非易失性存储器中，以便它们可以在角度传感器设备的正常操作期间使用。
[0005]US20200116532(A1)描述了在具有正弦和余弦信号的旋转位置传感器系统中检测和校正错误的方法。
[0006]总是存在改进和替代的余地。

技术实现思路

[0007]本专利技术的实施例的目的是提供确定用于感应角位置传感器系统的偏移补偿的校准值的方法。
[0008]本专利技术的实施例的特定目的是提供更容易执行和/或计算强度更小的方法。
[0009]本专利技术的实施例的目的也是提供感应角位置传感器系统中的偏移确定和补偿的方法。
[0010]本专利技术的实施例的目的也是提供角位置传感器设备，该角位置传感器设备包括确定校准值的方法的步骤中的至少一些，例如所有计算步骤和数据捕获步骤，但不包括目标的机械运动，例如目标在所述预定义位置的机械定位。
[0011]本专利技术的实施例的目的也是提供角位置传感器系统，该角位置传感器系统包括这样的角度传感器设备，该角度传感器设备被配置用于执行这样的方法，除了目标的机械运动。
[0012]这些和其他目的通过根据本专利技术的实施例的方法、角位置传感器系统和角位置传
感器设备来完成。
[0013]根据第一方面，本专利技术提供了确定用于感应角度传感器布置的偏移补偿的一组校准值的方法，该布置包括：衬底和目标；其中，衬底包括至少一个发射器线圈和三个接收器线圈，用于生成三个调制信号，从该三个调制信号可以导出三个基带信号，该三个基带信号相对彼此电移位约120
°
，且其中目标相对于衬底是可旋转的；所述方法包括以下步骤：a)向至少一个发射器线圈施加交流信号；b)执行至少六次步骤i)到iv)，其中i)将目标定位在间隔约50
°
到70
°
的六个预定义角位置(例如，本文中称为α30、α90、α150、α210、α270、α330)中的一个；ii)当目标位于或接近上述预定义角位置时，从三个接收器线圈接收第一、第二和第三交流信号；iii)解调第一、第二和第三交流信号，从而获得第一、第二和第三基带信号；iv)从这些基带信号计算第一、第二和第三成对差分信号，并存储(例如，临时存储)这些差分信号；c)初始化第一、第二和第三校正值(例如，本文中称为Aasym01、Aasym12、Aasym20)；d)考虑到所述第一、第二和第三校正值，调整第一、第二和第三成对差分信号至少一次，并基于经调整的成对差分信号的平方和(例如，本文中称为SoS30、SoS90、SoS150、SoS210、SoS270、SoS330)来调整第一、第二和第三校正值。
[0014]三个接收器线圈和目标具有这样的布局，使得当目标相对于衬底移动时，它们生成彼此电相移约120
°
的三个正弦信号。本领域中已知提供此类信号的各种合适形状。接收器线圈可以例如具有圆形状或由两个或更多个圆段组成的形状，并且目标可以具有花或者有多片叶子的三叶草的形状。叶子或叶可以有直边或圆边。合适的形状在本领域中是众所周知的。在特定情况下，接收器线圈可以具有有120
°
/N机械的旋转对称性的布局，其中N是与目标的叶或叶片数量相关联的整数值，例如等于目标的周期性或者与目标的周期性成比例。
[0015]在实施例中，步骤d)包括：执行至少一次步骤v)到viii)，其中v)分别从第一、第二、第三成对差分信号中减去第一、第二和第三校正值，从而获得经校正差分信号；vi)针对上述六个预定义角位置中的每一个确定这些经校正差分信号(或值)的平方和(SoS30、SoS90、SoS150、SoS210、SoS270、SoS330)；vii)估计这些经校正差分信号的幅度(例如Arotor)；viii)基于以下公式更新第一、第二和第三校正值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)：Aasym01＝(SoS90
‑
SoS270)/(6*Arotor)；Aasym12＝(SoS210
‑
SoS30)/(6*Arotor)；Aasym20＝(SoS330
‑
SoS150)/(6*Arotor)。
[0016]该方法可包括将经更新的第一、第二和第三校准值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)存储在非易失性存储器(324)中的进一步步骤e)。
[0017]在实施例中，步骤i)包括：将目标定位在角位置θ0+(k*60
°
)+ε[k]，其中θ0是20
°
到40
°
或25
°
到35
°
范围内的值，例如等于30
°
，k是0到5的整数值，且ε[k]是
‑5°
到+5
°
范围内或
‑3°
到+3
°
范围内的随机值，对于k的每个值，这可能不同。理想情况下，ε[k]等于0
°
，但这不是绝对必需的。
[0018]步骤c)可以包括：将值初始化为零，但这不是绝对必需的。如果初始值不等于零，该算法也将收敛。
[0019]在实施例中，步骤i)包括：将目标定位在间隔55
°
到65
°
的六个预定义角位置(在本文中称为α30、α90、α150、α210、α270、α330)中的一个。
[0020]在实施例中，平方和(SoS30、SoS90、SoS150、SoS210、SoS270、SoS330)根据以下公
式来计算：SoS＝(D01)2+(D12)2+(D20)2、或者写为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定用于感应角度传感器布置(310)的偏移补偿的一组校准值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)的方法(400)，所述布置包括：衬底和目标；其中，所述衬底包括至少一个发射器线圈(TX)和三个接收器线圈(Rx1、Rx2、Rx3)，用于生成三个调制信号，从所述三个调制信号能够导出三个基带信号(In0、In1、In2)，所述三个基带信号(In0、In1、In2)相对彼此电移位约120
°
，且其中所述目标相对于所述衬底是可旋转的；所述方法包括以下步骤：a)向所述至少一个发射器线圈(TX)施加交流信号；b)执行至少六次步骤i)到iv)：i)将所述目标定位在间隔约50
°
到70
°
的六个预定义角位置(α30、α90、α150、α210、α270、α330)中的一个；ii)当所述目标位于或接近所述预定义角位置时，从所述三个接收器线圈接收第一、第二和第三交流信号(S0、S1、S2)；iii)解调所述第一、第二和第三交流信号(S0、S1、S2)，从而获得第一、第二和第三基带信号(In0、In1、In2)；iv)从这些基带信号计算第一、第二和第三成对差分信号(D01a、D12a、D20a)，并存储这些差分信号；c)初始化第一、第二和第三校正值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)；d)考虑到所述第一、第二和第三校正值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)，调整至少一次所述第一、第二和第三成对差分信号(D01a、D12a、D20a)，并且基于经调整的成对差分信号的平方和(SoS30、SoS90、SoS150、SoS210、SoS270、SoS330)调整至少一次所述第一、第二和第三校正值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)。2.如权利要求1所述的方法，其中步骤d包括：d)执行至少一次所述步骤v)到viii)：v)分别从所述第一、第二、第三成对差分信号(D01a、D12a、D20a)中减去所述第一、第二和第三校正值，从而获得经校正差分信号(D01、D12、D20)；vi)针对所述六个预定义角位置中的每一个确定所述经校正差分信号的平方和(SoS30、SoS90、SoS150、SoS210、SoS270、SoS330)；vii)估计所述经校正差分信号(D01、D12、D20)的幅度(Arotor)；viii)基于以下公式更新所述第一、第二和第三校正值(Aasym01、Aasym12、Aasym20)：Aasym01＝(SoS90
‑
SoS270)/(6*Arotor)；Aasym12＝(SoS210
‑
SoS30)/(6*Arotor)；Aasym20＝(SoS330
‑
SoS150)/(6*Arotor)。3.如权利要求1所述的方法，其中，根据以下公式计算所述平方和(SoS30、SoS90、SoS150、SoS210、SoS270、SoS330)：SoS＝(D01)2+(D12)2+(D20)2。4.如权利要求1所述的方法，其中Arotor根据以下公式计算：Arotor＝[max(D01)
‑
min(D01)+max(D12)
‑
min(D12)+max(D20)
‑
min(D20)]/6，其中max(.)表示最大值并且min(.)表示最小值。5.如权利要求1所述的方法，
其中，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：迈来芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：