[发明专利]具有线性霍尔传感器和分立霍尔传感器的容错伺服传感器

说明书

从第一组件中的第一组霍尔传感器接收旋转的磁体的第一测量值。从第二组件中的第二组霍尔传感器接收第二测量值，其中第一组件和第二组件处于平行于与磁体相关联的旋转轴线的平面中。至少部分地基于第一测量值和第二测量值来确定与磁体相关联的角度。

技术领域

本公开涉及传感器的技术领域，并且具体地涉及具有线性霍尔传感器和分立霍尔传感器的容错伺服传感器。

背景技术

用于（例如，在飞行器或汽车中）测量输出轴的角度的一种类型的传感器使用封装在单个集成电路（IC）中的四个线性霍尔传感器和定向在包含霍尔传感器的IC上方的直径方向磁化盘（即，磁体）。磁体通常安装到伺服机构的输出轴，并且IC通常安装在垂直于输出轴轴线的印刷电路板（PCB）上。为了提供冗余度，一些IC制造商生产具有两组四个霍尔传感器（例如，总共八个传感器）的IC。然而，由于这两组传感器都封装在相同IC中，因此这种传感器易受共模故障的影响（例如，如果IC断电，则这两组霍尔传感器都不可用）。用于（例如，在较不易受共模故障影响的情况下）测量轴的角度的新技术将是合期望的。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种系统，其包括：旋转的磁体；和处理器，其被配置成：从第一组件中的第一组一个或多个霍尔传感器接收所述磁体的第一测量值；从第二组件中的第二组一个或多个霍尔传感器接收与所述磁体相关联的第二测量值，其中所述第一组件和所述第二组件处于平行于与所述磁体相关联的旋转轴线的平面中；从第三组件中的第三组一个或多个霍尔传感器接收与所述磁体相关联的第三测量值，其中所述第三组件与所述第一组件和所述第二组件处于相同平面中；使用克拉克变换、所述第一测量值、所述第二测量值和所述第三测量值来生成阿尔法值、贝塔值和伽马值；以及至少部分地基于所述阿尔法值和所述贝塔值来确定与所述磁体相关联的角度；所述第一组件，其包括所述第一组霍尔传感器；以及所述第二组件，其包括所述第二组霍尔传感器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种系统，其包括：处理器，其被配置成：将与输出轴相关联的至少输出轴角度初始化成已知值，其中所述输出轴经由一组一个或多个齿轮耦合到电机轴；使用所述电机中的多个分立霍尔传感器来确定与所述电机轴相关联的旋转的方向；以及使用增量值和所述旋转的方向来更新所述输出轴角度；所述输出轴；所述电机轴；以及所述一组齿轮。

根据本发明的另一个方面，提供了一种方法，其包括：从第一组件中的第一组一个或多个霍尔传感器接收旋转的磁体的第一测量值；从第二组件中的第二组一个或多个霍尔传感器接收与所述磁体相关联的第二测量值，其中所述第一组件和所述第二组件处于平行于与所述磁体相关联的旋转轴线的平面中；从第三组件中的第三组一个或多个霍尔传感器接收与所述磁体相关联的第三测量值，其中所述第三组件与所述第一组件和所述第二组件处于相同平面中；使用克拉克变换、所述第一测量值、所述第二测量值和所述第三测量值来生成阿尔法值、贝塔值和伽马值；以及至少部分地基于所述第一测量值和所述第二测量值、阿尔法值和所述伽马值来确定与所述磁体相关联的角度。

根据本发明的另一个方面，提供了一种方法，其包括：将与输出轴相关联的至少输出轴角度初始化成已知值，其中所述输出轴经由一组一个或多个齿轮耦合到电机轴；使用所述电机中的多个分立霍尔传感器来确定与所述电机轴相关联的旋转的方向；以及使用增量值和所述旋转的方向来更新所述输出轴角度。

附图说明

在以下详细描述和附图中公开了本发明的各种实施例。

图1A是从侧视图图示了具有两组线性霍尔传感器的伺服传感器的实施例的示图。

图1B是从顶视图图示了具有两组线性霍尔传感器的伺服传感器的实施例的示图。

图2是图示了另一种类型的伺服传感器的示图，该伺服传感器更易受共模故障的影响。

图3是图示了使用两组或更多组线性霍尔传感器来估计角度的过程的实施例的流程图。

图4是图示了具有三组线性霍尔传感器的伺服传感器的实施例的示图。