[发明专利]位置传感器以及用于位置感测和诊断的方法

说明书

一种位置传感器，包括：至少一个磁敏元件(11‑14)；电流源(80)，其耦合到所述至少一个磁敏元件(11至14)并且被配置为向所述至少一个磁敏元件(11‑14)提供源电流(IS)；模数转换器(15)，其具有耦合到所述至少一个磁敏元件(11‑14)的输入；位置计算单元(16)，其耦合到模数转换器(15)的输出并且包括用于提供位置信号(SP)的第一输出(17)；以及诊断单元(40)，其包括耦合到电流源(IS)的输出(41)，并且被配置为在诊断单元(40)的输出(41)处根据激励模式提供激励信号(STI)。

本公开涉及一种位置传感器以及一种用于位置感测和诊断的方法。

位置传感器通常实现为磁性位置传感器。一种装置可以包括磁体和位置传感器。磁体的磁场由位置传感器检测。然而，由位置传感器能够检测到的磁场输入可能减小，例如经过磁体在其寿命期间的老化。因此，在位置传感器处的磁场输入变得更小。这可能导致位置传感器生成的位置信号的精度降低。

本发明的目的是提供一种位置传感器和一种具有自检功能的位置感测和诊断的方法。

该目的通过独立权利要求的主题解决。在从属权利要求中定义了进一步的实施例和改进。

除非另有说明，否则上述定义也适用于以下描述。

在一个实施例中，位置传感器包括至少一个磁敏元件和电流源，该电流源耦合到所述至少一个磁敏元件并且被配置为向所述至少一个磁敏元件提供源电流。此外，位置传感器包括：模数转换器，该模数转换器具有耦合到所述至少一个磁敏元件的输入；以及位置计算单元，该位置计算单元耦合到模数转换器的输出并且包括用于提供位置信号的第一输出。此外，位置传感器包括诊断单元，该诊断单元包括耦合到电流源的输出并且被配置为在诊断单元的输出处根据激励模式提供激励信号。

在一个实施例中，位置计算单元包括用于提供幅度信号的第二输出。

有利地，源电流取决于激励信号。因此，能够测试激励信号对位置信号和/或幅度信号的影响。位置传感器执行自检。测试的结果能够用于优化位置传感器的精度。可以自动启动自测，例如以预定频率启动自测。

在一个实施例中，位置传感器包括比较单元，该比较单元在其输入侧耦合到位置计算单元的第二输出。比较单元可以将幅度信号与激励模式进行比较，并且可以根据幅度信号与激励模式的比较来生成诊断信号。仅当幅度信号遵循激励模式时，诊断信号才会指示位置传感器的正确工作。

可替代地，位置传感器包括比较单元，该比较单元在其输入侧耦合到位置计算单元的第一输出。比较单元可以将位置信号与激励模式进行比较，并且可以根据位置信号和激励模式的比较来生成诊断信号。仅当位置信号遵循激励模式时，诊断信号才会表明位置传感器的正确工作。例如，在位置传感器仅包括一个磁敏元件的情况下，可选的幅度信号可以与位置信号相同。在这种情况下，可以省略计算单元的第二输出以及生成幅度信号。诊断可以基于位置信号。

在一个实施例中，位置传感器包括增益控制单元，该增益控制单元在第一输入处耦合到位置计算单元的第一输出和/或第二输出，并且在输出处耦合到电流源。增益控制单元根据幅度信号和/或位置信号与目标信号的比较，在增益控制单元的输出处生成增益控制信号。

在一个实施例中，源电流取决于增益控制信号。如果幅度信号和/或位置信号高于目标信号，则源电流减小。如果幅度信号和/或位置信号小于目标信号，则源电流增加。源电流可以具有第一上限。源电流只能通过增益控制信号增加到上限。因此，即使增益控制信号表明幅度信号小于目标信号，源电流也不会增加到第一上限之上。