用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法和行程测量系统技术方案

在用于检测在包括至少一个霍尔传感器的行程测量系统中的信号传感器的位置的方法中，为大量预设的位置(p

【技术实现步骤摘要】
用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法和行程测量系统


[0001]本专利技术涉及一种用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法以及一种行程测量系统。

技术介绍

[0002]霍尔传感器通常用于进行位置确定。所述霍尔传感器测量途经其的信号传感器的磁场。所获得的测量值既与所使用的霍尔传感器和所使用的信号传感器本身相关，也与信号传感器相对于霍尔传感器的相对位置以及所使用的霍尔传感器的数量相关。环境影响例如温度波动和老化现象等也起一定作用。
[0003]因此，对测量信号进行精确的分析评估是不可行的。已知的方法例如借助于霍尔传感器的特征曲线的特定的子区域的线性化来工作。因此，例如从DE 10 2018 203 884 A1中已知，形成所获得的这两个测量信号的商并且将S型函数例如反正切函数应用于该结果以进行线性化。
[0004]而DE 10 2008 045 177 A1提出，借助于简单的、依经验求取的近似公式从由霍尔传感器测量到的磁场中计算信号传感器的位置。
[0005]附加地，加剧这种情况的是，各个霍尔传感器的测量范围通常比如下整个范围更短，在所述整个范围中应确定信号传感器的位置。在这种情况下，多个霍尔传感器沿着测量路径依次设置。
[0006]尽管如此，总而言之，霍尔传感器对于非接触式工作的测量系统是有利的，因为所述霍尔传感器是可靠且鲁棒的。因此，霍尔传感器例如通常用于检测阀或驱动器的位置。
[0007]因此已知的是，在阀挺杆上设置磁体作为信号传感器，所述磁体在霍尔传感器的检测范围中运动，以便确定阀关于打开或关闭位置的状态。在霍尔传感器中以这种方式产生的测量信号用于进行位置确定。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是，改善在行程测量系统中的信号传感器的位置确定。
[0009]该目的通过一种用于检测在行程测量系统中的信号传感器的位置的方法来实现，所述行程测量系统包括具有一个或至少两个霍尔传感器的位置检测装置，其中当信号传感器相对于一个或多个霍尔传感器运动时，一个霍尔传感器检测两个或多个测量信号，或者多个霍尔传感器分别沿着至少一个测量方向检测至少一个测量信号。所述方法包括以下步骤：
[0010]‑
给沿着每个测量方向位于一个霍尔传感器或每个霍尔传感器的测量范围内的大量预设的位置提供一组位置
‑
强度
‑
数据，
[0011]‑
对于信号传感器的当前位置，测量针对在一个霍尔传感器或每个霍尔传感器处的每个测量方向的当前的测量信号，和
[0012]‑
从位置
‑
强度
‑
数据和所有当前的测量信号中确定信号传感器的当前位置。
[0013]通过当前的测量信号与位置
‑
强度
‑
数据的适宜的比较，可选地，无需执行当前的测量信号的转换或无需借助于当前的测量信号的计算就能够推断出信号传感器的当前位置。因此，位置确定既快速又准确。检测单个或至少两个霍尔传感器、优选所有霍尔传感器沿着所有测量方向的信号实现：将对于信号传感器的单个位置测量到的测量信号与信号传感器的当前位置一对一地相关联。为了检测位置需要至少两个测量信号，所述测量信号必须经由单个霍尔传感器到达，或者在多个霍尔传感器的情况下经由多个霍尔传感器到达。在仅使用单个霍尔传感器的情况下，所述方法优选能够应用于在具有小的冲程的较小的阀的情况下的冲程测量。
[0014]预先一次性地提供对于当前的位置检测装置不可变的位置
‑
强度
‑
数据，并且对于当前的位置确定分别仅须读取所述位置
‑
强度
‑
数据，这同样对所述方法进行加速。
[0015]此外，与传统的系统相比，能够减少在行程测量系统的所期望的总测量长度上所需的霍尔传感器的数量，尤其在使用单个霍尔传感器时如此。这如下实现：分别考虑霍尔传感器的整个测量范围。也就是说，不仅使用霍尔传感器的易于线性化和分析评估的近场范围，而且还使用霍尔传感器的远场(在仍提供具有足够的信号强度的测量信号的位置中)。
[0016]在多个霍尔传感器的情况下，所述霍尔传感器能够彼此间相距任意的距离定位，并且不必是彼此等距的。所述距离仅受如下条件限制：在至少一个霍尔传感器的总测量长度的每个部位上接收到具有足够的信号强度的测量信号。
[0017]信号传感器在相应的霍尔传感器的检测范围内的任何位置变化优选对于所有测量方向引起测量信号的变化，其中所述变化通过一个或多个相应的霍尔传感器的特征曲线针对相应的测量方向一对一地映射。
[0018]原则上，霍尔传感器的特征曲线对于各个测量方向变化，并且根据霍尔传感器在测量系统中关于信号传感器的运动路径的设置而变化。此外，特征曲线根据霍尔传感器本身的类型和制造商以及根据其他变量例如环境温度和老化状态而变化。信号传感器的磁场也可能与类型、温度和/或老化状态相关。
[0019]然而，能够对于每个霍尔传感器和每个测量方向可预先求取所述特征曲线，其中确定特征曲线能够通过分析的、部分依经验的函数进行，或者通过记录测量曲线进行。特征曲线基于位置
‑
强度
‑
数据。
[0020]同样，环境温度和老化过程的影响原则上是已知的，并且能够在创建位置
‑
强度
‑
数据时加以考虑。
[0021]因此，该组位置
‑
强度
‑
数据优选包括特征曲线的整个曲线簇，所述曲线簇分别与个体的行程测量系统相协调。在此，对于个体的特征曲线，不仅能够考虑信号传感器沿着用于一个或各个霍尔传感器及其测量方向的整个测量长度的运动，而且也能够一并考虑期望的不同的所预期的环境温度以及霍尔传感器和信号传感器在行程测量系统的预期的使用寿命内的老化状态。显然，对由一个或多个霍尔传感器检测到的测量信号或信号传感器的磁场产生影响的其他附加的参数也能够纳入位置
‑
强度
‑
数据中。包含在位置
‑
强度
‑
数据中的附加的参数尤其包括温度和/或老化数据。
[0022]在此，在考虑相应的参数的情况下，位置
‑
强度
‑
数据应尽可能对应于一个或多个霍尔传感器的实际的特征曲线。
[0023]因为不需要特征曲线或测量信号的线性化，尤其通过形成商所进行的线性化，所以一个或多个霍尔传感器的远场也能够一并纳入测量中，与传统方法相比，这明显扩展了一个或各个霍尔传感器的测量范围。
[0024]为了进行位置确定，例如根据当前的给定条件，例如环境温度或行程测量系统的运行持续时间，从该组位置
‑
强度
‑
数据中选择出基于相应的特征曲线的相应适宜的位置
‑
强度
‑
数据并且位置确定基于此。
[0025]从该组位置...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测在行程测量系统(10)中的信号传感器(22)的位置的方法，所述行程测量系统包括具有一个霍尔传感器(24、26、28)或至少两个霍尔传感器(24、26、28)的位置检测装置(12)，其中当所述信号传感器(22)相对于所述一个或多个霍尔传感器(24、26、28)运动时，所述一个霍尔传感器检测两个测量信号(B
Mny
、B
Mnz
)，或者多个霍尔传感器分别沿着至少一个测量方向(y、z)检测测量信号(B
Mny
、B
Mnz
)，所述方法具有以下步骤：
‑
给沿着每个测量方向(y、z)位于所述一个霍尔传感器(24、26、28)或每个霍尔传感器(24、26、28)的测量范围(36)内的大量预设的位置(p
i
)提供一组位置
‑
强度
‑
数据(B
ny
、B
nz
)，
‑
对于所述信号传感器(22)的当前位置(p)，测量针对在所述一个霍尔传感器(24、26、28)或每个霍尔传感器(24、26、28)处的每个测量方向(y、z)的当前的测量信号(B
Mny
、B
Mnz
)，和
‑
从所述位置
‑
强度
‑
数据(B
ny
、B
nz
)和所有当前的测量信号(B
Mny
、B
Mnz
)中确定所述信号传感器(22)的当前位置(p)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置
‑
强度
‑
数据(B
ny
、B
nz
)包含附加的参数，尤其温度和/或老化数据。3.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中提供所述位置
‑
强度
‑
数据(B
ny
、B
nz
)包括：沿着相应的所述霍尔传感器(24)的测量范围在预设的路径中移动所述信号传感器(22)，并且记录测量到的所述信号以及相关的所述位置(p
i
)。4.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中提供所述位置
‑
强度
‑
数据(B
ny
、B
nz
)包括：计算所述位置
‑
强度
‑
数据(B
ny
、B
nz
)。5.根据上述权利要求中任一项所述方法，其中根据最近邻分类或回归或随机森林分类或回归来确定所述信号传感器(22)...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉，
申请(专利权)人：比尔克特韦尔克有限两合公司，
类型：发明
国别省市：