[發明專利]位置傳感器以及用于位置感測和診斷的方法

有效

• 申請號: 201880063629.7
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN111164386B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 羅蘭·艾因施珮勒爾;馬塞爾·烏爾班;京特·庫爾梅斯
• 申請（專利權）人: AMS有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01D5/14
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 侯麗英;劉繼富

1.一種位置傳感器，包括：

- 至少一個磁敏元件（11-14），

- 電流源（80），其耦合到所述至少一個磁敏元件（11-14），并且被配置為向所述至少一個磁敏元件（11-14）提供源電流（IS），

- 模數轉換器（15），其具有耦合到所述至少一個磁敏元件（11-14）的輸入，

- 位置計算單元（16），其耦合到所述模數轉換器（15）的輸出，并且包括用于提供位置信號（SP）的第一輸出（17），以及

- 診斷單元（40），其包括耦合到所述電流源（80）的輸出（41），并且被配置為在不同于工作階段的診斷階段期間，在診斷單元（40）的輸出（41）處根據激勵模式提供激勵信號（STI），其中所述激勵模式是預定模式，所述激勵信號（STI）控制所述源電流（IS）；

所述源電流通過診斷階段的激勵信號、通過升壓階段的升壓信號以及通過工作階段的增益控制信號來設置。

2.根據權利要求1所述的位置傳感器，其中，所述激勵模式是至少N個值的序列，其中N為2、3、4或大于4的整數。

3.根據權利要求1所述的位置傳感器，包括比較單元（44），所述比較單元在其輸入側耦合到所述位置計算單元（16），并且被配置為將在所述位置計算單元（16）的第二輸出（18）處提供的幅度信號（SM）和/或所述位置信號（SP）與激勵模式進行比較，并且根據所述幅度信號（SM）和/或所述位置信號（SP）與所述激勵模式的比較來生成診斷信號（SDA）。

4.根據權利要求1所述的位置傳感器，包括增益控制單元（30），所述增益控制單元在第一輸入（31）處耦合到所述位置計算單元（16）以及在輸出（33）處耦合到所述電流源（80），并且被配置為根據在所述位置計算單元（16）的第二輸出（18）處提供的幅度信號（SM）和/或所述位置信號（SP）與目標信號（ST）的比較在所述增益控制單元（30）的輸出（33）處生成增益控制信號（SG）。

5.根據權利要求4所述的位置傳感器，包括升壓單元（35），所述升壓單元包括耦合到所述電流源（80）的輸出（38），并且被配置為在所述增益控制信號（SG）在第一范圍內和/或所述幅度信號（SM）在第二范圍內和/或所述位置信號（SP）在第三范圍內的情況下，在所述升壓單元（35）的輸出（38）處生成升壓信號（SBO）。

6.根據權利要求5所述的位置傳感器，其中，所述升壓單元（35）被配置為提供關于由所述至少一個磁敏元件（11-14）接收的磁場是否太弱的信息。

7.根據權利要求5所述的位置傳感器，包括數模轉換器（90），所述數模轉換器包括耦合到所述增益控制單元（30）、所述升壓單元（35）和所述診斷單元（40）中的至少一個的輸入，并且包括耦合到所述電流源（80）的輸出。

8.根據權利要求1所述的位置傳感器，其中，所述至少一個磁敏元件（11-14）實現為霍爾元件，所述霍爾元件被配置為使所述源電流（IS）流過霍爾元件。

9.根據權利要求1所述的位置傳感器，包括模擬前端電路（23），所述模擬前端電路包括：

- 斬波緩沖器（95），所述斬波緩沖器在其輸入側耦合到所述至少一個磁敏元件（11-14），和

- 濾波器（96），所述濾波器在其輸入側耦合到所述斬波緩沖器（95）的輸出側，并且所述濾波器在其輸出側耦合到所述模數轉換器（15）。

10.根據權利要求1所述的位置傳感器，包括數字電路（97），所述數字電路包括：

- 斬波器單元（98），所述斬波器單元在其輸入側耦合到所述模數轉換器（15）的輸出側，和

- 數字濾波器（99），所述數字濾波器在其輸入側耦合到所述斬波器單元（98）的輸出側，并且所述數字濾波器在其輸出側耦合到所述位置計算單元（16）。