[发明专利]用于确定移动装置的位置的位置传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于确定移动装置(moving device)的位置的位置传感器装置。本发明还涉及一种用于确定移动装置的位置的方法。

背景技术

在对于移动装置(例如，旋转装置)的应用中，通常期望获得关于移动装置的位置的信息。移动装置可被配置为旋转装置，并且位置可以是旋转装置的旋转角度。旋转装置可包括磁体，以使得在旋转装置的旋转期间由磁体产生旋转磁场。为了在旋转移动期间确定旋转装置的当前位置，可使用可被配置为磁位置传感器装置的位置传感器装置。磁位置传感器装置可检测评估旋转磁体产生的旋转磁场，以便提供关于旋转装置的位置的信息。

磁位置传感器装置可布置在旋转磁体附近，以在旋转装置的轴的旋转移动期间检测旋转磁场。磁体可例如安装到旋转装置的轴。旋转装置的位置可通过指定旋转装置的旋转角度来指示。旋转装置的预定位置可被定义为具有旋转角度0°。0°与360°之间的范围中的旋转角度指示旋转装置相对于0°位置的位置。

位置传感器装置可包括用于检测移动装置生成的信号的检测单元以及用于确定移动装置的位置的评估单元。被配置为磁位置传感器装置的位置传感器装置可包括用于检测磁体的磁场的检测单元以及用于通过评估所检测的旋转磁场而确定旋转装置的位置的评估单元。位置传感器装置的检测单元可包括光学传感器或诸如霍尔传感器的磁传感器以及包括前端放大器、滤波器部件等的模拟前端。评估单元可包括模数转换器和数字后端，该数字后端执行例如抽选滤波和CORDIC算法。评估单元的数字后端和模拟检测单元均在移动装置的位置的计算期间引入延迟。该延迟时间被称为系统传播延迟。

由于在移动装置产生的信号(例如，磁场矢量)的测量和评估与(例如通过SPI接口)可获得移动装置的位置(例如，旋转装置的旋转角度)的时刻之间的该等待时间，位置传感器装置可能引入位置误差，例如，角度误差。位置误差与移动装置的速度成比例。在磁位置传感器装置的示例中，角度误差与旋转装置的旋转移动的速度成比例。在高速应用中，动态位置误差的影响可以显著较大。由于减小位置传感器的等待将增大输出噪声，因此一般无法减小系统传播延迟。

在具有例如10比特的分辨率的中等分辨率磁位置传感器装置中，在旋转角度的计算期间发生的误差表示高速旋转时的已有一些LSB。另外，存在最大速度也显著较高的一些应用。该误差影响一般不允许采用这样的传感器。此外，具有高分辨率慢核(例如，基于∑-Δ)的磁位置传感器需要引入了另外的延迟源的嵌入式内插器。

期望提供一种用于确定移动装置的位置的位置传感器装置，其实现了对由于位置传感器装置的传播延迟时间而导致的在位置确定期间所获得的位置误差的补偿。此外，期望指定用于确定移动装置的位置的方法，其实现了对由于位置传感器装置的传播延迟时间而导致的在位置确定期间所获得的位置误差的补偿。

发明内容

在本发明中指定了一种用于确定移动装置的位置的位置传感器装置。根据位置传感器装置的实施例，该传感器装置包括用于检测移动装置生成的信号的检测单元。检测单元被配置成在第一时间检测信号。位置传感器装置还包括用于通过评估所检测的信号而确定移动装置的位置的评估单元。评估单元被配置成检测第一位置，该第一位置指定移动装置在第一时间的位置。位置传感器装置还包括用于确定至少一个误差距离的误差距离确定单元，其中，所述至少一个误差距离指定移动装置在第一时间与第二时间之间所移动的距离，其中，所述第二时间在第一时间之后。位置传感器装置可包括用于输出校正后位置的位置校正单元，其中，所述校正后位置指定移动装置在第二时间的位置。误差距离确定单元被配置成确定移动装置的移动速度以及根据移动装置的移动速度和根据延迟时间而确定至少一个误差距离，该延迟时间指定第一时间与第二时间之间的持续时间。位置校正单元被配置成根据所述至少一个误差距离和第一位置而确定校正后位置。

误差距离确定单元可被配置成确定至少一个误差距离中的第一误差距离。误差距离确定单元可被配置成根据移动装置在第一时间与先前时间之间的移动速度而确定第一误差距离。

评估单元可被配置成评估第一时间和先前时间的检测信号。评估单元可被配置成确定移动装置的先前位置，该先前位置指定移动装置在先前时间的位置。误差距离确定单元可被配置成根据第一位置与先前位置之间的差以及第一时间与先前时间之间的差而确定移动装置的移动速度。位置校正单元可被配置成根据第一位置与第一误差距离之和而确定校正后位置。