[發明專利]用于速度和/或位置感測的方法和設備

在審

• 申請號: 201710057069.1
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN107037426A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: D.哈默施密特;E.科爾姆霍弗;R.拉希納
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/06;G01S13/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 申屠偉進,杜荔南

技術領域

實施例涉及用于速度和/或位置感測并且更特別地用于針對例如汽車應用的高度準確的速度和/或位置感測的方法和設備。

背景技術

許多車輛、工業和消費應用依賴于磁性傳感器。這樣的應用的示例包括速度感測應用，諸如車輪速度、變速器速度（transmission speed）、曲軸和凸車輪軸感測。車輪速度傳感器集成電路（IC）可以用來測量每個車輪的速度并檢測車輪在制動期間是否抱死（ABS）。此測量結果可以被用作用于汽車的電子穩定程序（ESP）的基本輸入信號。例如，還可以使用磁性角度傳感器和線性霍爾傳感器來測量轉向角和轉向力矩。把霍爾和磁阻感測元件用于單片集成磁性傳感器是已知的。

磁場應用由于需要磁極輪或鐵磁齒狀輪和反向偏置磁體而在應用側引起附加成本。因此，期望在以上提到的車輛、工業和消費應用中降低傳感器成本。

發明內容

本公開的實施例提出對象檢測傳感器，其依賴于無線電波來確定活動對象的位置和/或速度并將提出的傳感器應用在速度和/或角度感測應用中。在某些實施例中，收發機與活動對象之間的距離將是相對小的，例如在毫米（mm）或幾厘米（cm）范圍內。因此，無線電收發機可以生成僅具有在微瓦（μW）范圍內的小電功率的無線電信號。

根據本公開的第一方面，提供一種機器。該機器包括活動部件（movable part）。該機器還包括包含至少一個天線的收發機電路。天線與活動部件之間的距離小于5cm。收發機電路被配置成朝著活動部件發射無線電信號并接收無線電信號從活動部件的反射。該機器又進一步地包括評估電路，其被配置成至少基于接收到的反射無線電信號來確定活動部件的位置和/或速度。

在某些示例中，所述收發機電路被配置成發射具有小于100μW的電功率的無線電信號。

在某些示例中，所述收發機電路包括天線陣列，并且所述評估電路進一步被配置成基于天線陣列的不同天線元件的接收到的信號的組合來確定活動部件的旋轉方向。

在某些示例中，所述收發機電路和所述評估電路被集成在公共半導體封裝或芯片中。

在某些示例中，活動部件和收發機電路被共同地布置在屏蔽外殼中。

在某些示例中，所述活動部件的鄰近表面部分被配置成用于使無線電信號的電磁反射率交替。

在某些示例中，所述活動部件是可旋轉活動部件，并且所述評估電路被配置成至少基于接收到的無線電信號來確定活動部件的旋轉位置或旋轉速度。

在某些示例中，所述活動部件在垂直于活動部件的旋轉軸的平面中包括旋轉對稱橫截面。

在某些示例中，所述活動部件是輪、盤或軸。

在某些示例中，所述活動部件在垂直于活動部件的旋轉軸的平面中包括旋轉不對稱橫截面。

在某些示例中，活動部件在所述平面中的最小和最大直徑之間的比小于0.9。

在某些示例中，所述評估電路被配置成基于接收到的信號的功率的變化或者發射的和接收到的無線電信號之間的相位差來確定活動部件的位置或速度。

在某些示例中，所述機器是車輛。

根據本公開的第二方面，提供一種集成傳感器電路。所述集成傳感器電路包括收發機電路，其被配置成朝著活動對象發射具有小于100μW的電功率的無線電信號并接收無線電信號從活動對象的反射。所述集成傳感器電路進一步包括評估電路，其被配置成至少基于接收到的反射無線電信號來確定活動對象的位置和/或速度。

根據本公開的另外的方面，提供一種用于位置和/或速度感測的方法。所述方法包括使對象相對于收發機的至少一個天線移動，其中，天線與活動對象之間的距離為（并保持）小于5cm。所述方法還包括從收發機朝著活動對象發射無線電信號并在收發機處接收無線電信號從活動對象的反射。至少基于接收到的無線電信號來確定對象的位置和/或速度。

在某些示例中，基于接收到的信號的功率的變化或者發射的和接收到的無線電信號之間的相位差來確定活動對象的位置或速度。

在某些示例中，發射具有至多100μW的電功率的無線電信號。

在某些示例中，發射、接收以及確定在機器中發生，并且其中，所述對象是機器的旋轉組件。

在某些示例中，所述方法還包括將位置或速度轉發到車輛的電子控制單元。

在某些示例中，轉發位置或速度包括生成信號脈沖，其中，信號脈沖的邊沿對應于對象的結構。

在某些示例中，所述對象是曲軸、凸輪軸或輪軸中的至少一個。