[发明专利]具有冗余传感器元件的增量式速度传感器

说明书

本文公开了具有冗余传感器元件的增量式速度传感器。提供了被配置成检测物体旋转速度的磁性传感器模块、系统和方法。磁性传感器模块包括：多个传感器元件，被配置成响应于感测到磁场而生成测量值，并且被分组成三对；以及传感器电路，被配置成基于从传感器元件的第一移位对接收到的测量值来生成第一移位差分测量信号，基于从传感器元件的居中对接收到的测量值来生成居中差分测量信号，以及基于从传感器元件的第二移位对接收到的测量值来生成第二移位差分测量信号，并且基于检测到第一移位差分测量信号、居中差分测量信号和第二移位差分测量信号跨越至少一个阈值来生成输出信号。

技术领域

本公开一般地涉及感测旋转速度，并且更具体地涉及磁性速度传感器。

背景技术

磁场传感器被广泛用于增量速度和位置测量。它们检测由移动或旋转的磁性编码器而引起的磁场变化。

例如，为了测量轮速度(例如在汽车应用中)，通常将编码器轮与磁敏传感器结合使用。该传感器基于根据编码器轮的旋转而在两个极值(例如最小值与最大值)之间振荡的感测磁场来生成输出信号。控制单元能够基于由该传感器生成的输出信号来计算旋转编码器轮的轮速度和实际角度。

可以在传感器的两个磁场传感器元件之间区别地完成感测磁场的测量。当检测到感测磁场中的阈值跨越时，传感器在其输出的高状态与低状态之间进行切换。然而，无效切换事件可能由于例如单个编码器标记的信号失真或幅度减少引起的错误的跨越而发生。此外，关于磁性传感器元件的故障(例如，在其中一个磁性传感器元件失效的情况下)，没有提供故障后备方案。

因此，可能期望一种能够避免无效切换事件并实现故障后备方案的改进装置。

发明内容

提供了被配置为检测物体旋转、并且更具体地检测物体旋转速度的磁性传感器模块、系统和方法。

实施例提供了一种被配置成测量磁场的磁性传感器模块，该磁场大小在第一极值与第二极值之间振荡。磁性传感器模块包括磁性传感器，磁性传感器包括多个传感器元件，多个传感器元件被配置成响应于感测到磁场而生成测量值，其中多个传感器元件被分组成第一移位对、居中对和第二移位对。磁性传感器模块进一步包括传感器电路，传感器电路被配置成：从多个传感器元件接收测量值，基于从第一移位对接收到的测量值来生成第一移位差分测量信号，基于从居中对接收到的测量值来生成居中差分测量信号，以及基于从第二移位对接收到的测量值来生成第二移位差分测量信号，并且基于检测到第一移位差分测量信号、居中差分测量信号和第二移位差分测量信号跨越至少一个阈值来生成输出信号。

实施例提供了一种用于感测编码器的旋转速度的方法。该方法包括响应于感测到磁场而由多个传感器元件生成测量值，其中多个传感器元件被分组成第一移位对、居中对和第二移位对；基于由第一移位对生成的测量值来生成第一移位差分测量信号，基于由居中对生成的测量值来生成居中差分测量信号，并且基于由第二移位对生成的测量值来生成第二移位差分测量信号；以及基于检测到第一移位差分测量信号、居中差分测量信号和第二移位差分测量信号跨越至少一个阈值来生成输出信号。

附图说明

本文参考附图来描述各实施例。

图1A至图1C图示了根据一个或多个实施例的使用第一类型磁性编码器的磁场感测原理的图；

图1D图示了根据一个或多个实施例的使用第二类型磁性编码器的磁场感测原理的图；

图2图示了根据一个或多个实施例的由传感器电路生成的测量信号的图；

图3A图示了根据一个或多个实施例的由磁性速度传感器生成的脉冲输出信号的图；

图3B图示了根据一个或多个实施例的由磁性速度传感器生成的脉冲输出信号的另一个图；

图4A至图4D图示了由一个或多个实施例实现的不同传感器元件配置的框图；