[发明专利]稳健对抗干扰场的位置传感器系统和方法

说明书

稳健对抗干扰场的位置传感器系统和方法。一种位置传感器系统，包括：磁场生成器(301)，该磁场生成器(301)相对于两个传感器设备(303、304)可移动或反之亦然。系统具有适配有特殊算法的至少一个处理器(306、307、309)，该算法用于以高度稳健地对抗干扰场(Bext)的方式确定磁场生成器(301)的位置。一种用于确定磁场生成器(301)的位置的方法基于方程组，具体而言，基于一组线性方程，该方法允许完全消除外部干扰场。

技术领域

本发明总体上涉及使用磁场生成器的位置传感器系统的领域，并且更具体地涉及包括两个(例如，仅两个)传感器设备的线位置或角位置系统，该系统适于确定线位置或角位置，该系统基本上对外部干扰场不敏感，而不论该外部干扰场的取向并且即使该外部干扰场具有与磁场生成器(例如，永磁体)的大小处于同一数量级的大小。本发明还涉及采用处理器来确定所述线位置或角位置的方法。

背景技术

磁传感器系统，特别是线位置或角位置系统在本领域中是已知的。它们提供了能够在不进行物理接触的情况下测量角位置的优势。

挑战在于建立基本上对恒定的外部磁干扰场(也被称为“fremdfeld(陌生场)”)不敏感的传感器系统。该问题在本领域中是已知的并且以各种方式来解决。

WO2014/029885A1描述了用于使用多极磁体测量角位置的传感器布置。其中所描述的一些实施例通过使用多极磁体并且通过借由测量磁场梯度而不是磁场值本身来确定角位置从而解决对抗外部干扰场的稳健性问题。

US2018087926A1公开了一种传感器系统(在图1中被复制，其为US'926的图1的复制图)，如图2(其为US'926的图11的复制图)中所示，该传感器系统包括永磁体和两个角传感器设备，一个角传感器设备适于提供第一角度另一个适于相应地提供第二角度在存在外部干扰场Bd的情况下，单独的角度都是不正确的。如果干扰场很小(例如，比磁体的场的10分之一更小)并且如果外部场被取向成基本上垂直于磁体的场，则由于外部干扰场造成的误差可基于角度和的组合而被减少但无法完全消除。

US2018/164127公开了具有多个(至少四个)传感器和处理器的角传感器，每个传感器提供受外部干扰场干扰的角度，该处理器用于使用最小均方来确定整体角位置以用于减小误差。

总是存在改进或替代的余地。

发明内容

本发明的目的是提供能够以对干扰场(具体而言，恒定干扰场)高度不敏感的方式确定磁场生成器(例如，永磁体)的位置的位置系统。

本发明的特定实施例的目的是提供能够以能够提供准确位置的方式确定磁场生成器(例如，永磁体)的线位置或角位置的线位置系统或角位置系统，即使该干扰场具有由磁场生成器(例如，永磁体)生成的磁场的大小的大于20％或大于40％或大于50％的大小。

本发明的特定实施例的目的是提供包括传感器设备的此类位置系统，这些传感器设备在单独考虑时无法稳健对抗外部干扰场。

本发明的特定实施例的目的是提供包括仅两个传感器设备的此类线位置系统或角位置系统，这些传感器设备在单独考虑时无法稳健对抗外部干扰场，但是该系统基本上对干扰场不敏感，即使干扰场具有由磁场生成器(例如，永磁体)生成的磁场的大于20％的大小。两个传感器设备可以是两个分立的集成电路(IC)。

本发明的实施例的目的还在于提供用于确定磁场生成器(例如，永磁体)的线位置或角位置的方法。

本发明的特定实施例的目的是提供一种系统，其中，磁场生成器和传感器设备以特定方式(位置和/或取向)被布置，以使得用于确定线位置或角位置的算法的复杂度降低而不破坏对抗外部干扰场(如果存在)的稳健性。

本发明的特定实施例的目的是提供线位置系统或角位置系统，在该系统中，传感器设备和磁场生成器的安装要求极大地降低而不破坏对抗外部干扰场(如果存在)的稳健性。