[发明专利]转向装置位置检测系统和方法

说明书

相关申请

本申请要求于2006年4月10日提交的序列号是60/791,359以及于 2006年6月22日提交的序列号是60/805,527的美国临时专利申请的优先 权，它们的整体内容被结合于此，作为参考。

技术领域

本发明的实施方式主要涉及检测系统和方法，特别涉及检测系统 控制装置。

背景技术

在许多马达的应用中，要检测马达的位置。一旦检测到马达的位 置，可以因此应用动力来操作这些马达。不同的应用场合具有不同的 马达相位检测需求。例如，铁姆肯公司(Timken Company)的MPS160 可以用来确定目标磁体的绝对位置。但是，诸如MPS160的芯片通常地 仅能用来确定仅在每个北(N)/南(S)极对中的目标的绝对位置。这 些极对在一些参数配置中可达6mm宽。此外，要覆盖一转的1/3、1/4或 1/5，可能需要非常大的单个的绝对位置传感器芯片。大的单个的绝对 位置传感器难于在许多的应用中被应用，例如那些具有空间限制的应 用。

有一些共同地称作马达传感器的专用集成电路(ASICs)，它们能 够用来检测马达的位置。例如，铁姆肯(Timken)的MPS32XF产生来 自于磁极宽度的宽范围的高分辨率信号。该马达传感器可编程并且装 配有霍尔(Hall)传感器阵列。

例如在一些方向盘应用中，为了精确地控制或驱动转向柱，在方 向盘或者转向柱的多圈上需要转向柱的绝对位置。要确定转向柱的绝 对位置，一些控制器将转数计数器的输出与由检测装置提供的方向盘 在一转上的位置信号结合起来。但是，设置转数计数器费用昂贵并且 增加检测装置的复杂性。

发明内容

在一种形式中，本发明提供了一种用于确定马达绝对位置的系统。 该系统包括第一和第二多极磁性环、第一和第二处理单元以及至少一 个外部传感器。所述第一多极磁性环围绕马达同心地定位，并且具有 多个极对。所述第二多极磁性环围绕所述第一多极磁性环同心地定位， 并且具有至少一个极对。所述第一处理单元定位在所述第一多极磁性 环附近，以确定在所述第一多极磁性环的极对的一个上的角位置。所 述至少一个传感器定位在所述处理单元外部，并且位于所述第二多极 磁性环上方以显示所述第二多极磁性环的所述至少一个极对的状态。 所述第二处理单元基于所述的角位置和状态生成所述马达的绝对位 置。

在另一种形式中，本发明提供了一种用于确定转向装置的绝对位 置的检测系统。该检测系统包括第一多极磁性环和第二多极磁性环、 第一和第二处理单元以及第一和第二传感器。所述第一多极磁性环围 绕所述转向装置同心地定位，并且具有多个极对以与所述转向装置一 起转动。所述第二多极磁性环围绕所述第一多极磁性环定位，其具有 至少一个极对并且被构造成与所述第一多极磁性环和转向装置一起转 动。所述第一处理单元定位在所述第一多极磁性环附近，以确定在所 述第一多极磁性环的极对的一个上的所述转向装置的角位置。所述第 一传感器定位在所述第一处理单元外部并且邻近所述第二多极磁性 环，以显示所述第二多极磁性环的所述至少一个极对的第一状态。所 述第二传感器定位在所述第一处理单元外部，邻近所述第二多极磁性 环并且与所述第一传感器间隔开，以显示所述第二多极磁性环的所述 至少一个极对的第二状态。所述第二处理单元基于所述的角位置以及 第一和第二状态生成所述转向装置的绝对位置。

仍是在另一种形式中，本发明提供了一种确定转向装置的绝对位 置的方法，其中，第一多极磁性环围绕所述转向装置同心地定位，第 二多极磁性环围绕所述第一多极磁性环同心地定位，处理单元定位在 所述第一多极磁性环上方，至少一个传感器定位在所述处理单元附近 并且位于所述第二多极磁性环上方。该方法包括利用所述处理单元确 定所述第一多极磁性环的局部极位置，根据所述的至少一个传感器确 定所述第二多极磁性环的至少一个状态，根据所述的至少一个状态和 所述的局部极位置确定所述转向装置的绝对位置。

通过思考详细描述和附图，本发明的其它方面会变得明显。

附图说明

图1示出了第一个示例性的用于马达的绝对位置检测系统。

图2示出了关于图1的磁极对的多个霍尔传感器输出。

图3示出了第二个示例性的用于马达的绝对位置检测系统。